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  自然界中廣泛存在著能夠自主運動的生物，這些獨特的自主運動能力賦予生物體更好的環(huán)境適應能力。例如，捕蠅草的葉片在外界刺激下能夠自主地閉合進行捕食，并在捕食后重新舒展至初始狀態(tài)；含羞草在受到觸碰時，葉片及葉柄收縮下垂，隨后可自發(fā)地恢復到初始的舒張狀態(tài)。這些生物體的運動往往是依托于化學能驅動的非平衡態(tài)化學反應網絡實現的，例如，肌肉通過消耗高能化學物質三磷酸腺苷（ATP）進行收縮，并產生廢棄物二磷酸腺苷（ADP），在ATP消耗殆盡后，將自發(fā)地舒張恢復到原始的松弛狀態(tài)。受生物運動的啟發(fā)，在合成系統中構筑軟體驅動器成為當下活材料領域的研究熱點。其中，水凝膠因其與生物組織高度相似的特點成為構筑軟體驅動器的關鍵材料。然而，目前大多數基于水凝膠的軟體驅動器是通過外界刺激信號的人為調控以實現在不同熱力學平衡狀態(tài)之間切換的驅動方式，這種驅動方式所表現出的自主運動能力相對于生物系統而言仍然十分有限。

圖1. 化學能驅動自復位水凝膠致動器設計理念

圖2. 化學能對水凝膠致動器形變程度、驅動持續(xù)時間和循環(huán)驅動性的影響

  全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c13368