海绵宝宝带你探索会"记住"形状的智能材料！
形状记忆高分子材料是当前的研究热点之一，它们就像海绵宝宝一样，能够"记住"自己原来的形状！当受到外界刺激（如光、热等）时，这些材料可以从临时形状恢复到初始形状。
其中，光致型形状记忆高分子材料凭借其独特的优势受到研究者的广泛关注。它们具有非接触调控变形、实时调控变形、定点调控变形和快速、清洁调控变形等超能力！更重要的是，这些材料可以将光能直接转变为机械能，提高光的利用效率。
就像海绵宝宝有不同形态一样，光致型形状记忆高分子根据记忆机理的不同，分为两种主要类型：
这类材料将具有光化学反应特性的官能团或分子作为"分子开关"引入聚合物网络。就像海绵宝宝的魔法书一样，光可以控制这些开关的"开"和"关"！
Lendlein小组最早在这方面开展了研究，他们使用肉桂酸基团(CA)作为分子开关，通过不同方式将其引入高分子网络。
这类材料本质上是热致型形状记忆材料，但通过光致热材料（如碳纳米颗粒）将光能转化成热能，热能再诱导材料变形。就像海绵宝宝晒太阳后会变软一样！
例如，将光纤引入聚苯乙烯基体中，用中红外激光照射时，光纤将光能转化为热能，诱导材料形状回复。
第一种方法是通过自由基共聚将CA接枝到丙烯酸酯类共聚物网络的侧链上，制成接枝型结构。当用波长大于260nm光照射时，CA分子形成二聚体，发生交联，形状被固定；用波长小于260nm光照射时，二聚体解交联，材料回复初始形状。
第二种方法是将四臂星型CA大分子单体引入丙烯酸酯类共聚物网络中，形成半互穿网络型结构。当光在一侧照射时，被照射侧CA交联收缩，使材料卷曲；用短波长激光照射时，形状回复。
光热效应型形状记忆高分子材料通过将光能转化为热能来工作，就像海绵宝宝在烤架上会变热变形一样！
将碳纳米颗粒(如炭黑)引入高分子基体中，这些颗粒具有很强的光热效应。当光照时，它们吸收光能并转化为热能，使材料温度升高，从而诱导形状回复。
另一个例子是将光纤引入聚苯乙烯基体中。用中红外激光照射时，光纤将光能转化为热能，诱导材料形状回复。中红外光对机体损害小但穿透力强，特别适合生物医学应用。
光致型形状记忆高分子材料在生物医学领域有重要应用价值！研究者已用它制备血管支架并进行体外模拟实验。
实验发现，当模拟血管中的液体不流动时，光照后支架可实现快速回复。通过选择不同制备条件（如基材类型、光敏材料种类、材料密度、玻璃化温度等），可以定制适用于不同场合的支架材料。
虽然光致型形状记忆高分子材料研究还处于起步阶段，但就像海绵宝宝的冒险一样充满可能性！目前存在的主要挑战包括提高固定率、回复率和回复速度。
未来研究方向包括：
这些材料在智能控制系统、人工肌肉、低温变形、远程控释、生物医用材料、智能载药系统等领域具有广阔应用前景！