Chinesische Wissenschaftler entwickeln 4D-Druck von adaptiven Hydrogelen, inspiriert von Schmetterlingsflügeln

Forscher in China haben eine neuartige 4D-Drucktechnik mit Femtosekundenlasern vorgestellt, um hochreaktive Hydrogele zu erzeugen, die vom Papilio maackii-Schmetterling inspiriert sind. Diese Methode ermöglicht eine schnelle, präzise Mikro-Skalen-Verformung von intelligenten Hydrogelen, was potenziell flexible Elektronik und minimalinvasive Medizintechnologien revolutionieren könnte. Die Hydrogele, die wabenförmige Poren und verstärkte Texturen aufweisen, ahmen die strukturellen Eigenschaften von Schmetterlingsflügeln nach und ermöglichen eine effektive Spannungsableitung und vorprogrammierte mechanische Gradienten. Diese Hydrogele können ihre Form dramatisch verändern, wenn sie unterschiedlichen pH-Werten ausgesetzt werden, und falten sich in sauren Umgebungen innerhalb einer Sekunde zusammen. Zu den Demonstrationen gehören intelligente Hydrogel-Verbände, die Biomembranen autonom mit Mikrometergenauigkeit umschließen. Die Hydrogele fungieren auch als adaptive Sensoren und zeigen signifikante Fluoreszenzintensitätsschwankungen bei Säure-Basen-Übergängen, die für die Echtzeitüberwachung in Industrie- und Umweltbereichen nützlich sind. Diese Innovation rationalisiert Produktionsprozesse, senkt Kosten und ebnet den Weg für adaptive medizinische Geräte und umweltfreundliche Elektronik.