象一下一種能夠按需釋放抗生素并同時吸收過多傷口滲出液的敷料。埃因霍溫科技大學(xué)的研究人員希望通過開發(fā)一種能夠通過無線電信號主動釋放和吸收多種流體的智能涂層來實現(xiàn)這一目標(biāo)。這種材料不僅對醫(yī)療保健行業(yè)有益，而且在機器人技術(shù)甚至虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域也很有前途。

TU / e-searcher劉丹青，本文的主要作者，及其博士學(xué)位。學(xué)生袁源展的靈感來自于生物的皮膚。人體皮膚會分泌油脂來抵抗細(xì)菌和汗水，從而調(diào)節(jié)體溫。魚從皮膚分泌粘液，以減少水的摩擦，從而更快地游泳。Liu現(xiàn)在呈現(xiàn)出一種人造皮膚：一種智能表面，可以在環(huán)境刺激下主動并反復(fù)釋放和吸收物質(zhì)，在這種情況下為無線電波。而且這很特別，例如在智能材料領(lǐng)域，大多數(shù)方法都限于被動釋放。

潛在的應(yīng)用是眾多的。使用這種材料的敷料可以調(diào)節(jié)藥物的輸送，以便在更長的時間內(nèi)按需分配藥物，然后“重新裝載”另一種藥物。機器人可以利用皮膚層“出汗”來冷卻自己，從而減少了對體內(nèi)重型通風(fēng)機的需求。必要時，機器可將潤滑劑釋放到機械零件上?；蛘呖梢灾圃煊糜谔摂M現(xiàn)實游戲的高級控制器，將其弄濕或干燥以增強人類的感知力。

像海綿一樣將液體擰干

該材料的基礎(chǔ)涂層是液晶分子，這是液晶顯示屏眾所周知的。這些分子具有所謂的響應(yīng)特性。劉：“你可以把它想象成一種交流材料。它與周圍環(huán)境進(jìn)行交流并對刺激做出反應(yīng)。” 在她的團(tuán)隊中，她發(fā)現(xiàn)液晶分子對無線電波起反應(yīng)。當(dāng)打開波浪時，分子扭曲以與波浪的傳播方向?qū)R。

通過了解這一點，Liu和她的團(tuán)隊決定在涂層中插入許多微米大小的孔。一旦充滿所需的液體，該系統(tǒng)就像海綿一樣。Liu解釋說：“當(dāng)無線電波打開時，液晶分子移動方向，因此將液體從孔中擠出。” 她繼續(xù)說：“隨著無線電信號變強，涂層甚至出汗更多。”

重吸收特性使這種材料更加特殊。集成的毛細(xì)管功能可以在幾秒鐘內(nèi)重新吸收表面上的液滴。劉：“有了這個功能，我們可以根據(jù)要求將表面做成'濕'或'干'，例如改變潤滑或表面附著力。”