花朵樣子的雙層薄膜消化吸收丙酮分子結構后，花朵翩翩飛舞，宛如一朵在風里搖弋的蘿卜花。“它是聚氟乙烯/丙烯酸乳液雙層膜的仿生變形。”中科院深圳市優秀技術性研究所副研究員杜學敏告知《中國科學報》新聞記者。

近日，華中師范大學化學校博導張利東研究組與杜學敏研究組協作，以聚氟乙烯(PVDF)和丙烯酸乳液(PVA)纖維材料為研究對象，根據仿真模擬微生物構造衍化規律性，制取出新式智能化軟性雙層高分子材料膜原材料。

PVDF/PVA 雙層膜的仿生變形。這類薄膜能夠 長久健身運動，假如運用長久健身運動特點來發電量，可巨大擴展有關技術性在自發電量配戴式、植入式電子元器件層面的運用，而配戴式、植入式領域有著超千億市場容量。

一場不經意的相逢

2016年上半年度，張利東的真實身份還是在美國的大學阿布達比校區從業博士研究生工作中的專家學者，純屬偶然，他與杜學敏都報名參加了在馬來西亞舉辦的國際學術會議，兩平均在大會上作了學術討論，而且用心傾聽了分別的匯報。

“大家算作小同行業，大會上溝通交流尤其暢順，對相互的科學研究也十分很感興趣。”杜學敏在獲知張利東提前準備歸國發展趨勢后，便于2016年第三季度邀約他趕到深圳先進院具體指導溝通交流，彼此的協作也緊緊圍繞高分子材料膜原材料宣布打開。

伴隨著人們對大自然微生物構造掌握與了解加重，根據原材料與總體設計仿生自然界技術性也日趨完善，促進了刺激性回應仿生原材料的發展趨勢。張利東強調：“近些年，根據刺激性回應仿生原材料產品研發的元器件早已在工業生產、診療、電子器件、國防等行業獲得了不錯的運用。”

杜學敏說：“在未來，仿生軟原材料運用使用價值將更為極大，特別是在柔性電子工業生產，仿生感應器，軟體機器人等層面將有著寬闊的市場前景。”殊不知，當今在刺激性回應原材料仿生構造仿真模擬上還存有眾多瓶頸問題。

張利東表露，目前的基礎理論剖析覺得，要完成高效率可控性的仿生特性，除開對原材料仿生構造的精準設計方案以外，原材料不但要具備很好的拉申耐磨性、對外部長期刺激性后仍能維持理想化的物理性能，還務必具備可逆性的刺激性回應個人行為，這種是刺激性回應型仿生原材料完成仿生特性的基本前提，也是擴展其運用的基礎標準。

杜學敏稱：“僅有設計方案有效的仿生構造、深層次了解仿生原理、提升原材料物理性能，才可以操縱動態性仿生全過程、推動原材料的運用腳步。”

張利東研究組進行的軟性智能化雙層膜的仿生特性原理科學研究，與杜敏學研究組進行的探尋仿生智能材料科學研究如出一轍。

“不知道疲倦”地健身運動

彼此科學研究精英團隊以便宜容易得到的纖維材料為研究對象，張利東研究組明確提出了雙層膜設計構思，根據對原材料簡易的復合型改性材料，制取了具備自驅動器特性的高分子材料雙層膜，并設計方案了各種各樣軟性元器件;杜學敏研究組根據光離子注入技術性，制取了含有微孔板道構造的硅模版。

科學研究精英團隊運用模版技術性將微孔板道仿生構造拷貝到PVDF膜表層，促使制取的PVDF/PVA雙層薄膜結構類型具備周期時間轉變的機械設備張量，完成了雙層膜的仿生特性，并根據外部刺激性完成了對雙層膜仿生個人行為的操縱。

張利東表明，該雙層膜對丙酮分子結構的刺激性具備極為比較敏感的回應性，而且根據對丙酮分子結構的迅速消化吸收和釋放出來，可完成雙層膜的長期持續定項變形。讓可塑性高分子材料“日夜不停”地健身運動起來，可匹敵大自然中繁雜的運動方式。

試驗全過程蠻趣味：當PVDF膜表層微孔板道排序和薄膜的短軸交角維持在30°或60°時，薄膜遭受丙酮分子結構刺激性造成左手性的盤繞健身運動。相反，微孔板道排序和薄膜的短軸交角維持在-30°或-60°時，薄膜主要表現出右手性的盤繞變形。當這類交角維持在90°時，雙層膜消化吸收丙酮分子結構而造成朝著PVA層的定項彎折變形。

因此就擁有文中開場的奇特狀況：花朵樣子的雙層膜造成了像蘿卜花一樣的變形健身運動。

杜學敏告知新聞記者：“當自然環境中丙酮濃度值過高時，感應器自發性變形接入電源電路，燈泡亮;當丙酮濃度值慢慢減少時，感應器修復到原先樣子斷掉電源電路，燈泡滅。運用燈泡的轉變，可告之自然環境中丙酮蒸氣濃度值的高矮。”

因而，運用此類仿生健身運動設計方案的薄膜感應器，還能夠長期持續檢測自然環境中丙酮濃度值，進而巨大地擴展了原材料的運用特質。另外，該雙層膜針對外部丙酮蒸氣的刺激性可以維持數鐘頭持續可逆性的回應，這為擴展刺激性回應原材料在電力能源、軟性感應器、人力全身肌肉、柔體智能機器人等行業運用確立了牢靠的基本。

小薄膜主要用途大

一般匯聚薄膜通常想有著快速響應、“日夜不停”的健身運動特點，就必須放棄原材料的物理性能，例如放棄原材料的楊氏模量(敘述固態原材料抵御變形工作能力的標量)、耐磨性能、耐腐蝕等物理性能。這類一般高聚物薄膜如今早已能夠 廣泛運用于診療、電子器件及日常日常生活等各個方面。

而張利東和杜學敏精英團隊研制開發的仿生智能化薄膜過度緊張后，一旦撤銷刺激性源，薄膜能夠 快速修復其原先的物理性能，因而可做到“日夜不停”的健身運動特點。此外，運用這類“日夜不停”特點的薄膜設計方案變成軟性感應器，能夠 長期性數次循環系統應用，大大的節約了原材料成本費。

杜學敏向新聞記者表露：“將來，大家一方面可將此薄膜設計方案成僅對丙酮分子結構刺激性比較敏感的感應器，用以化工廠中實時監測自然環境中丙酮濃度值，及其時防止丙酮對人的損害。另一方面，我們可以把這類薄膜融合動能收集、人力全身肌肉、柔體智能機器人等行業的具體要求，人性化設計方案適用不一樣行業的實際商品。”

他以動能收集來舉例說明，這類薄膜能夠 長久健身運動，假如運用長久健身運動特點來發電量，可巨大擴展有關技術性在自發電量配戴式、植入式電子元器件層面的運用，而配戴式、植入式領域有著超千億市場容量。

來源于：我國塑料機械網