조립이 필요 없는 소프트 머신을 위한 초분자 하이드로겔의 빛 인코딩: 순차적이고 다단계 형태 변형이 가능한

초록 형태 변형 하이드로겔은 살아있는 생물의 역동성을 모방할 수 있으며, 액추에이터 및 로봇과 같은 소프트 머신 설계에 인기가 있습니다. 그러나 대부분의 기존 형태 변형 하이드로겔은 두 가지 형태 간의 단일 변형 경로를 나타내며, 실제 시나리오에서 순차적이고 다단계 형태 변형이 캡처된 경우가 드뭅니다. 기능성 하이드로겔 구성 요소를 조립하는 전략이 보고되었지만, 이는 하이드로겔 머신의 복잡성을 동시에 증가시키고 다재다능성을 약화시킬 가능성이 높습니다. 여기서는 페리크 철(Fe 3+ ─COO −)과 카복실기 간의 동적 조정을 기반으로, 조립 없이 프레임과 작동 단위를 단일 하이드로겔에 통합하는 빛 인코딩 전략을 제안합니다. 빛 조사에 대한 시공간 제어는 빛 인코딩 과정을 순차적이고 재프로그래밍 가능하게 만들 것으로 기대됩니다. 결과는 빛 인코딩 패턴이 변형 경로를 결정하고, 팽창 불일치로 인해 형태 변형을 활성화함을 보여줍니다. 작동 단위는 국소 조사에 의해 연속적으로 생성되거나 재조정 및 빛 인코딩에 의해 정교하게 전환될 수 있습니다. 이는 인코딩된 하이드로겔에 살아있는 생물과 유사한 순차적이고 다단계 형태 변형 행동을 부여합니다. 이 전략은 순차적이고 다단계 형태 변형 성능을 가진 조립이 필요 없는 소프트 머신 설계를 가능하게 하며, 다양한 유형의 하이드로겔 머신 설계에 도움이 될 것입니다.