基于水凝胶的软致动器可以在敏感环境中工作，弥合刚性机器与软物质相互作用的间隙。然而，尽管刺激响应性水凝胶可以经历高达~90%的极端可逆体积变化，但水凝胶致动器中的水传输通常受到其孔弹性行为的限制。
鉴于此，德国基尔大学Fabian Schütt等人将生物启发的微管石墨烯网络结合到总孔隙率仅为5.4%的PNIPAM基质中，在不牺牲机械稳定性的情况下，这类致动器的驱动动力和驱动应力可实现约400%和约4000%的大幅提升，从而克服了水传输限制。
本文要点
（1）作者将总孔隙率仅5.4%、石墨烯含量低至0.35 vol%的互连中空石墨烯微管网络集成到了PNIPAM水凝胶基质中。这增强了水从水凝胶基质向外和进入水凝胶基质的传输，在不牺牲机械和循环稳定性的前提下改善致动动力学，，从而克服了水凝胶中孔弹性行为限制，以及与本体PNIPAM水凝胶相关的皮肤层形成的PNIPAM特异性限制。
（2）研究还进一步提出了机制解释的模型，阐释了该方法可对材料系统的组成进行精确控制，为不同的应用定制性能，例如无约束的、光驱动的软致动器和电触发的夹具，并控制响应时间和致动力。
参考文献：
Margarethe Hauck, et al. Overcoming Water Diffusion Limitations in Hydrogels Via Microtubular Graphene Networks for Soft Actuators. Advanced Materials. 2023
DOI：10.1002/adma.202302816
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202302816
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