通海讲堂第76讲:武培怡教授与研究生新生对话智能聚合物材料
发布人:黄婉君  作者:材料学院  发布时间:2021-09-24   动态浏览次数:10

        9月17日下午,由校办、教务处、学工部、校学术委员会主办,材料学院承办的通海讲堂第七十六讲在奉贤校区图文信息中心通海厅正式开讲。东华大学化学化工与生物工程学院的院长武培怡教授受邀为材料学院研究生新生作了主题为“智能聚合物材料”的讲座。讲座由我校材料学院副院长顾金楼教授主持。

        武培怡教授首先从智能聚合物的概念入手,介绍了他的项目组在“基于智能聚合物的动态感知材料”领域的研究。武培怡教授用松果和捕蝇草两种植物对环境刺激进行响应的例子引入,生动形象地类比了智能感知软材料与一般材料的差异,即智能感知材料具有“刺激-感知-响应”模式中“响应”这一主动认知和适应性反馈的过程。武培怡教授提到,在智能聚合物动态感知材料的研究中,有两个关键的科学问题:一是分析智能聚合物材料的响应基本规律,二是研究生命体系启发的智能软材料“刺激-(感知)-响应”的功能实现机制。

        武培怡教授表示,发展可拉伸感知材料是解决与人体软组织、软机器人匹配性的根本。传统的机器人一般是由刚性金属材料和硬质半导体材料为主体制造而成,主体比较僵硬、笨重,触感和感知功能都不太好,环境适应性也不够理想。可以说大部分情况是机器人三个字是以机器为主,后期想要向更加智能的方向发展,机器人需要变得更加拟人化,向灵活、轻盈、具有高柔软韧性和灵敏感知性、具有高度的环境适应性的方向发展,这就是致力于研究智能感知软材料的重要现实意义之一。

        武培怡教授重点介绍了其课题组在“基于智能聚合物的动态感知材料”方向的研究。课题组前期围绕可拉伸离子导体的分子设计开展了研究工作。例如,通过超分子组装制备了能力学适应复杂曲面及其变形的矿物水凝胶和聚硫辛酸离子凝胶;将两性离子单体与丙烯酸或甲基丙烯酸无规共聚,开发了可感知多种外界刺激的可拉伸导电水凝胶;在以上共聚体系中引入结构匹配的离子液体,通过导电通道和动态交联网络之间的协同效应实现了离子凝胶电导率大拉伸下稳定。

        武培怡教授还介绍了组内一些研究生的实验成果,尤其是一些实际应用上的成果。譬如,从动态化学出发,基于两性离子超分子竞争网络设计出了集合皮肤应变硬化、自修复和感知三重功能的可拉伸离子导电弹性体离子皮肤;利用含氟聚离子液体与离子液体之间的离子-偶极和离子-离子相互作用,设计了一种可水下通信的光学伪装离子凝胶;结合3D打印、拉伸纺丝或褶皱芯鞘纤维等先进加工技术,提高了离子导体器件的感知灵敏度。 

        互动环节,武培怡教授耐心回答了学生关于“人造皮肤对于材料透明与否的选择倾向”“在材料韧性、敏感性等性能的最佳选用材料不同时,如何选择一种‘集大成者’进行工业投产”等方面的提问,气氛活跃融洽,引起学生们思考。


        原文来源:华理信息网

        原文链接:https://news.ecust.edu.cn/2021/0922/c36a160254/page.htm