ハイドロゲル駆動ナノ構造体の可逆的なスイッチングによる複雑なマイクロパターン

自然システムに固有の応答行動は、先進的な人工材料やデバイスに必要な重要な要件となっており、科学的および工学的な大きな課題を提示しています。私たちは、高アスペクト比のシリコンナノコラムを、自由立体または基板に接着した形でハイドロゲル層と統合することによって動的駆動システムを設計しました。ナノコラムは、湿度レベルに応じて膨張または収縮するハイドロゲルの「筋肉」によって動かされました。この駆動により、ナノコラムは傾いた状態から表面に対して垂直な状態に素早く可逆的に再配置されました。ハイドロゲル内の応力場をさらに制御することによって、さまざまな精巧な可逆駆動マイクロパターンの形成が実証されました。駆動プロセスの力学が評価されました。マイクロおよびサブミクロンスケールでの表面ナノ機能の動きと方向の動的制御は、アクチュエーター、マイクロフルイディクス、または応答材料において興味深い応用があるかもしれません。