Chinese wetenschappers pionieren met 4D-printen van adaptieve hydrogels geïnspireerd op vlindervleugels

Onderzoekers in China hebben een nieuwe 4D-printtechniek onthuld met behulp van femtoseconde lasers om zeer responsieve hydrogels te creëren, geïnspireerd op de Papilio maackii-vlinder. Deze methode maakt snelle, nauwkeurige micro-schaal vervorming van slimme hydrogels mogelijk, wat mogelijk een revolutie teweeg kan brengen in flexibele elektronica en minimaal invasieve medische technologieën. De hydrogels, met honingraatachtige poriën en versterkte texturen, bootsen de structurele eigenschappen van vlindervleugels na, waardoor effectieve spanningsverdeling en voorgeprogrammeerde mechanische gradiënten mogelijk zijn. Deze hydrogels kunnen dramatisch van vorm veranderen wanneer ze worden blootgesteld aan verschillende pH-waarden, en vouwen binnen een seconde op in zure omgevingen. Demonstraties omvatten slimme hydrogelverbanden die autonoom biomembranen omwikkelen met een precisie op micronniveau. De hydrogels functioneren ook als adaptieve sensoren en vertonen significante fluctuaties in fluorescentie-intensiteit tijdens zuur-base-overgangen, wat nuttig is voor real-time monitoring in industriële en milieuomgevingen. Deze innovatie stroomlijnt productieprocessen, verlaagt de kosten en maakt de weg vrij voor adaptieve medische apparaten en milieuvriendelijke elektronica.