自然界孕育了各式各樣的生命，也賦予了這些生命許多不同的特征，這些特征有的十分神奇，甚至成為植物的代名詞，例如向日葵的名字就與其向陽(yáng)生長(zhǎng)的生物特性有關(guān)。這種向陽(yáng)生長(zhǎng)的特點(diǎn)在生物學(xué)領(lǐng)域被叫做向光性，事實(shí)上，自然界中大部分植物都具備這種特性，這類(lèi)植物被統(tǒng)稱(chēng)為向光性植物。而這種跟隨陽(yáng)光自動(dòng)調(diào)節(jié)的植物生長(zhǎng)特性也被認(rèn)為是一種特殊的生物智能，受到了不少科學(xué)研究人員的關(guān)注，也刺激著相關(guān)科研產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。

在材料學(xué)領(lǐng)域，如何設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)出一種能夠像向光植物那樣根據(jù)光線進(jìn)行自我調(diào)整的材料，一直是一個(gè)非常重要且具備實(shí)用價(jià)值的研究課題。而就在最近，這項(xiàng)課題收獲了新的成果。天津大學(xué)封偉教授成功開(kāi)發(fā)出了一種基于MXene增強(qiáng)液晶彈性體的能夠“追光”的仿生向日葵管狀液晶驅(qū)動(dòng)器。

高中生物課本中，曾就植物向光性的原理進(jìn)行過(guò)講解。向光性是植物向性的一種，在生長(zhǎng)過(guò)程中，植物為了獲得更好的光照優(yōu)勢(shì)來(lái)滿足光合作，會(huì)根據(jù)光照情況對(duì)自身的生長(zhǎng)素進(jìn)行調(diào)整，使背光面的生長(zhǎng)速度快于向光面，從而讓植物出現(xiàn)了向光彎曲的情況。

但對(duì)于沒(méi)有生物特征的材料來(lái)說(shuō)，想要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)便十分困難。首先需要保證材料本身具備一定的彈性、可塑性、光敏性，在這個(gè)基礎(chǔ)上又要做到對(duì)于光線影響的控制能力。而在仿生智能材料領(lǐng)域本就有不錯(cuò)運(yùn)用前景的液晶彈性體，便可以在一定程度上兼顧這些需求。一方面，這種材料兼具聚合物彈性和液晶各向異性，另一方面其還具備多刺激響應(yīng)性、類(lèi)似肌肉的機(jī)械性能、可逆驅(qū)動(dòng)變形以及形狀可編程等性能。

在這些基礎(chǔ)上，封偉團(tuán)隊(duì)通過(guò)將原位光聚合到主鏈型交聯(lián)液晶彈性體中，提升了材料的機(jī)械性能同時(shí)賦予了其光驅(qū)動(dòng)能力，而光驅(qū)動(dòng)能力的加入也讓這種材料可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似向光性植物的自適應(yīng)光源精準(zhǔn)追蹤的效果。

目前，有關(guān)這款新材料的相關(guān)成果已經(jīng)在《先進(jìn)功能材料》發(fā)布，感興趣的讀者可以去搜索觀看。

事實(shí)上，仿生一直以來(lái)都是科研技術(shù)發(fā)展的重要方向，而關(guān)于仿生學(xué)的研究更是集動(dòng)物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、心理學(xué)和工程技術(shù)與一體。并且在不斷地交融與發(fā)展中，悄無(wú)聲息的，仿生學(xué)的成果已經(jīng)為我們的生活帶來(lái)了巨大的改變，甚至有的已經(jīng)成為我們生活中非常常見(jiàn)的產(chǎn)品、工具?；蛟S從某種程度上來(lái)說(shuō)，仿生學(xué)本身也是一個(gè)人類(lèi)理解自然、學(xué)習(xí)自然、取長(zhǎng)補(bǔ)短的過(guò)程。客觀來(lái)說(shuō)我們并不能預(yù)測(cè)未來(lái)這門(mén)學(xué)科，但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，在求知欲的促使下，仿生學(xué)的發(fā)展一定會(huì)給我們帶來(lái)更多的奇跡與驚喜。

關(guān)鍵詞： 向陽(yáng)生長(zhǎng) 這種材料 智能材料