Les gels à morphing de forme ont montré des applications prometteuses dans de nombreux domaines, notamment la robotique souple, l'électronique flexible et la médecine intelligente. La majorité des efforts se sont concentrés sur la rapidité de réponse et la multi-réactivité des matériaux à morphing de forme avec une structure en bilayer. Cependant, atteindre un roulage biaxial avec une courbure contrôlable reste un défi majeur. Ici, inspirés par les hétérostructures hygroscopiques dans l’échelle des cônes de pin, nous rapportons une feuille hydrogel-semi-embedded-organogel (HSEO) à motif sinusoïdal construite par une stratégie de polymérisation interfaciale 3D activée par mouillage (WET-DIP). Le motif sinusoïdal sert de gabarit géométrique programmable pour redistribuer spatialement le stress anisotrope. En ajustant les paramètres du motif sinusoïdal, nous réalisons un morphing biaxial et la modulation des courbures longitudinales et transversales, cohérente avec les résultats de l'analyse par éléments finis (FEA). L'hétérostructure semi-encastrée exerce une force de compression sur l'organogel pour surmonter les limitations du stress isotrope. Notamment, cette conception exploite la topologie périodique sinusoïdale et la structure semi-encastrée pour moduler précisément la distribution du stress, permettant des comportements de roulage contre-intuitifs et des transformations 3D complexes. Ce travail inaugure un mécanisme de morphing de forme programmable et contre-intuitif pour des architectures 3D complexes, offrant une perspective pour de nouveaux actionneurs souples.
Cai et al. (mercredi) ont étudié cette question.