你在这里
受头足类启发设计的电-机械-化学响应弹性体按需荧光图案
受头足类启发设计的电-机械-化学响应弹性体按需荧光图案
启明创投王，格里高利·戈斯威勒，斯蒂芬·克雷格*，Xuanhe赵＊
头足类动物可以通过选择性地收缩肌肉来可逆地激活皮肤下含有色素的细胞，从而显示出令人眼花缭乱的颜色图案。受这种在自然界中发现的新颖着色策略的启发，我们设计了一种电-机械-化学反应弹性体系统，该系统可以在电场控制下显示出各种各样的荧光模式。我们将可拉伸弹性体与机械致变色分子共价偶联，如果变形足够大，就会发出强烈的荧光信号。然后，我们使用电场在弹性体表面诱导各种大变形模式，从而根据需要显示多种荧光模式，包括线条，圆圈和字母。进一步建立理论模型来预测电致荧光模式，并指导这类弹性体和器件的设计。该材料和方法为在软/湿环境中创建柔性设备开辟了有前途的途径，该设备将变形、比色和荧光响应与响应单个远程信号的拓扑和化学变化相结合。
相应的电子邮件:zhaox@mit.edu，stephen.craig@duke.edu
这项工作已被报道麻省理工学院专题新闻，华盛顿邮报，《华尔街日报》，石板，Gizmodo，IFLScience和更多的
你可以在Youtube上观看这个视频:https://www.youtube.com/watch?v=kM-e2j8Equg
评论
两个简短的问题
亲爱的启明创投,
首先，祝贺你的论文发表在《自然通讯》上!漂亮的作品!我今天早上刚读了一遍，有以下几个简单的问题:
1.在第8页“EMCR弹性体的电活化”部分，您给出了电场的定义。我不明白这一点。你能解释一下吗?
2.在辅助信息中，给出线性稳定性分析的轮廓。你能给我提供更多的参考资料，以便我充分了解这个细节吗?
谢谢,
Jinxiong
金雄，谢谢你的评论
亲爱的Jinxiong,
感谢您对我们的论文感兴趣。
1.本文将外加电场定义为EMCR薄膜在平坦状态下的电场。考虑E κ=Er κr， Φ=E(Hf+Hs)+ErHr，我们可以得到第8页第二行的外加电场表达式。
2.为了更好地理解本文的线性稳定性分析，我建议阅读以下两篇论文:
王启明，赵玄和，电场作用下弹性体薄膜的折痕-起皱转变，物理评论E, 88, 042403 (2013)支持信息，视频1
Shenoy, Vijay和Ashutosh Sharma。弹性薄膜与接触器相互作用的稳定性。固体力学与物理学报(2002):1155-1173。
最好的
启明创投
嗨,启明创投,
嗨,启明创投,
介电弹性体和机械化学概念的完美结合。
首先是机制评论-第一个不变量的好用法!我看到你的补充信息中有聚合物的力学行为。你试过反向计算与荧光相关的聚合物链力吗?
我注意到在机械加载开始时荧光强度下降，这在其他螺吡喃连接弹性体中也见过。你认为这是一种厚度效应，还是你有另一种可能的起源?
关于时间的问题-荧光强度是否完全取决于机械载荷的速率/电场的应用速率?在不使用绿光的情况下，去除机械载荷/电场后，荧光褪色到接近基线需要多长时间?
谢谢,
梅雷迪思
回复Meredith
亲爱的梅雷迪思,
谢谢你对我们的工作感兴趣。
(1)是的，我计算了聚合物链力与荧光强度的关系。链力可以用δ(链中的自由能)/δ(链长)来计算。链力对化学动力学的影响遵循贝尔模型。化学动力学决定了有色分子的浓度，从而代表了荧光强度。
(2)荧光强度优先不变曲线确实呈滞增趋势(可能先减小后增大)。你是对的:这是厚度效应。
(3)速率依赖性-是的，虽然我们在本文中只考虑准静态加载，但我们认为荧光强度会受到加载速率的影响。然而，捕捉这种效应将是具有挑战性的，因为化学反应不是瞬间的，而是需要时间才能达到平衡(从几秒钟到一分钟)。
如果没有绿光，荧光将在大约1小时内消失到基线。绿灯可以将这个过程加快到1-3分钟。
希望我的回答能解决你的问题。不久的将来再见。
最好的问候,
启明创投