近日，中科院深圳先进技术研究院副研究员杜学敏与华东师范大学研究员张利东合作，设计出了一种“不知疲倦”、快速响应的聚合物智能薄膜。相关成果日前发表于《先进材料》。

聚合薄膜要拥有快速响应、“不知疲倦”的运动特性，通常要牺牲材料的机械性能。新复合薄膜通过材料选择与阵列化通道设计，在丙酮的蒸汽氛围中会“不知疲倦”地翩然起舞，并可将薄膜卷曲成各种可控复杂结构。这是由于溶剂分子在薄膜中差异化溶胀，进而驱动薄膜发生复杂形变运动。更重要的是，该智能薄膜经过溶剂氛围数天的反复刺激，仍保持着优异的机械性能。该薄膜可通过不同的结构设计实现定向运动，因此可以用于监控空气中的丙酮浓度。

智能薄膜定向卷曲

模拟花朵运动

在溶剂氛围中持久运动

聚偏氟乙烯/聚乙烯醇双层膜的仿生形变。

花瓣形状的双层膜吸收丙酮分子产生像萝卜花一样的形变运动。利用此种仿生运动设计的薄膜传感器，可以长时间连续监测环境中丙酮浓度。当环境中丙酮浓度过高时，传感器自发形变接通电路，电灯亮。当丙酮浓度逐渐降低时，传感器恢复到原来形状断开电路，电灯灭。利用电灯的变化来告知环境中丙酮蒸汽浓度的高低 。

此外，它还可用于驱动其他材料、器件运动。这种“不知疲倦”的薄膜赋予了智能高分子材料全新的运动特性，让惰性高分子“不知疲倦”地运动起来，可媲美自然界中复杂的运动方式。它将大幅推动聚合物材料在传感器、人工肌肉、柔体机器人等领域的重要应用。