波纹状的聚合物薄片像肌肉一样弯曲

一种脉动聚合物凝胶已被用于制造能以类似肌肉收缩的方式产生波纹的薄片。这项工作可以帮助开发具有类似生命的运动驱动器的自主软机器。

自振荡Belousov-Zhabotinsky (BZ)凝胶首次报道于1996年。BZ反应是一种振荡化学反应，是非平衡热力学的经典例子，材料会随着BZ反应的相而收缩和膨胀。

类似于在生命系统中看到的变形行为，在一维和三维BZ凝胶中已经被描述过，包括简单的弯曲和蠕动泵。现在,伊兰·沙龙他在以色列希伯来大学(Hebrew University)的实验室在此基础上开发了二维BZ凝胶片，这种凝胶片可以模仿生物膜的运动，自动转变成起伏的三维形状。

沙伦说:“延伸板的三维形状演变是一个复杂的过程，难以预测和控制。”“我们证明了光是可以产生、预测的，在某种程度上，还可以用光来控制。”该系统可用于研究这种自主软游泳者或驱动器的动力学和控制，这可以为软机器人技术开辟新的方向。”

该团队使用先前建立的工艺制作了直径0.5-5cm的薄(0.5mm)圆盘状BZ凝胶N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和钌单体。常规的NIPA凝胶会随着环境参数(包括温度和盐度)的变化而膨胀或收缩。少量钌基单体的加入作为振荡BZ反应的催化剂，导致周期性的收缩和膨胀。

当惰性凝胶圆盘被放置在其他BZ反应物(硝酸、溴酸钠和丙二酸)的溶液中时，一种自发的化学波通过凝胶传播，导致材料收缩，从而引起三维形状的变化。这是模仿动作电位穿过心脏引起肌肉收缩的方式。凝胶中所产生的图案是可见的颜色变化，与BZ反应的阶段有关。

合著者说:“我们开发的另一种能力是刻印所需的BZ模式，而不是自发生成的模式。被罩莱文．“钌单体对蓝光很敏感，通过使用强蓝色激光追踪螺旋，我们可以在选定的位置生成持久的螺旋图案。”

“也许最令人兴奋的未来可能包括使用外部信号(在这种情况下是光)控制这些行为，但在其他系统中使用温度、磁场甚至湿度，”他说欧文·爱普斯坦他在美国布兰迪斯大学研究化学振荡。“看看这些结果如何适用于比厘米大小的凝胶或其他介质，这将是一件有趣的事情。”