瑞典林克平大学的研究人员受骨骼发育过程启发，将聚吡咯（PPy）的电-机械活性与海藻酸钠（Alg）凝胶的顺应性行为结合，研制出一种可变刚度柔性致动器。可变刚度对机器人、仿生学、医学、组织工程等领域的发展至关重要。目前已开发出多种可变刚度执行器，但它们主要由具有不同刚度和非动态特性的部件组成。仿生材料和生物混合材料的发展将带来全新的可变刚度系统。研究人员以电活性聚合物聚吡咯为机械活性成分，并与采用细胞中提取的纳米片段（PMNFs）修饰的海藻酸钠凝胶结合，制备出生物混合可变刚度致动器——PPy-Alg-PMNF致动器。其中，PMNFs作为凝胶层矿化和硬化的生物诱导剂，可促进含磷酸盐基质的水解，释放游离磷离子，形成磷酸钙矿物质。分析发现，凝胶层中形成了两种矿物质——无定形磷酸钙和羟基磷灰石，凝胶的硬度随矿物质含量的增加成比例增加。凝胶层中的矿物质的形成会降低PPy的离子扩散特性和链的流动性，导致PPy-Alg-PMNF致动器的运动受阻。结果表明：PPy-Alg-PMNF致动器可完成一些扭曲运动和弯曲运动；PPy和Alg凝胶在体外和体内都表现出较好的生物相容性，使致动器能与骨骼组织紧密结合。这项研究为设计可变刚度材料提供了一种新方法，可用于微型机器人、生物组织工程、电子组件保护等。

论文：BiohybridVariable-StiffnessSoftActuatorsthatSelf-CreateBone

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