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  日前，東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院楊洪教授課題組在高分子仿生科學(xué)領(lǐng)域取得階段性進(jìn)展，科研團(tuán)隊(duì)研制了植物藤蔓仿生高分子材料，并可以通過光源的變化來調(diào)控仿生材料的運(yùn)動(dòng)模式。該研究成果論文已于近日發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)刊物《自然》雜志的子刊《自然通訊》上。

  植物的藤蔓，在陽光、濕度等外界條件刺激下，能夠可逆地改變自身的姿態(tài)，攀附在外界物體上向外生長；其運(yùn)動(dòng)姿態(tài)可以如圖a所示，分解為彎曲和手性卷曲（左旋或右旋）兩種基本模式。科學(xué)家們根據(jù)藤蔓的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，仿生研制了大量刺激—響應(yīng)形變材料，來實(shí)現(xiàn)彎曲和手性卷曲。然而，前人研究普遍存在的一個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題是——彎曲和手性卷曲兩種運(yùn)動(dòng)模式只能在不同的仿生材料體系中實(shí)現(xiàn)，而無法像植物藤蔓那樣，一種單一的材料可以完成兩種運(yùn)動(dòng)模式，并且能在不同的刺激條件下實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模式的互變轉(zhuǎn)換。
  東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)利用偶氮苯順—反異構(gòu)效應(yīng)和光熱轉(zhuǎn)換效應(yīng)，設(shè)計(jì)了一種雙層、雙配方的液晶彈性體材料，巧妙地解決了這一科學(xué)難題。如圖b-c所示，上層彈性體材料體系中含有偶氮苯液晶基元和近紅外有機(jī)小分子染料YHD796，而下層材料體系中卻不含有偶氮苯液晶基元。在紫外光照條件下，整個(gè)材料只有上層做出彎曲響應(yīng)，而下層無響應(yīng)性，所以宏觀材料產(chǎn)生彎曲形變；而在近紅外光刺激條件下，上下兩層都會(huì)產(chǎn)生收縮運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閮蓪拥姆肿尤∠蚪嵌炔煌瑢?dǎo)致宏觀材料產(chǎn)生左旋或右旋的卷曲。
  該研究工作獲得了國家自然科學(xué)基金委（21374016項(xiàng)目）和江蘇省優(yōu)勢學(xué)科的資助，學(xué)術(shù)論文日前發(fā)表在《自然通訊》雜志，論文第一作者為2014級博士生王猛同學(xué)。
  原文鏈接：http://www.nature.com/articles/ncomms13981