水凝胶微结构：通过增加结构复杂性改进其功能

当具有形状记忆性质的水凝胶的临时交联解离或形成时可以表现出溶胀/去溶胀。这种材料尺寸的变化可能干扰定向运动并限制恢复性能和宏观效应。在乳液或气体发泡中提供超结构交联反应可以最小化体积变化，并且以这种方式提高材料功能性。此外，微尺度上的超结构还将促进营养物，离子，氧和其它分子从材料的外部到内部的扩散，使得对施加的刺激快速响应。到目前为止，多孔水凝胶中的定向运动通过用热，水或两者的组合进行刺激来实现。据报道，通过明胶基水凝胶可以获得材料的定向运动。当加入水时，这些结构化水凝胶通过降低系统的Tg而表现出水诱导的SME。在该体系中，需要低水含量的聚合物网络来固定临时形状，因为临时交联在水中平衡溶胀时会溶解。这种多孔水凝胶具有较高的形状固定率和恢复率。湿的水凝胶在除去外部应力后恢复其形状，但是干燥的聚合物网络在压缩试验中显示出塑性变形并且在浸没于水中时恢复初始形状(图6)。

图6 基于明胶水凝胶的SME

(a,b) 通过溶胀系统的干燥固定临时形状

(c,d) 通过水诱导恢复过程

(e,f) 可以排除在溶胀状态下临时形状的固定