刺激响应聚合物的双稳态、剩磁、读/写存储器和逻辑门功能
刺激响应材料可以改变其状态以响应外部触发。这允许通过物理、化学、生物或环境刺激来专门调节它们的物理、化学和生物特性，从而实现某些特定的功能。因此，响应材料被广泛研究，应用于传感器、致动器和靶向药物输送等领域。如果状态之间的转换表现出双稳态的滞后，则不同状态之间的切换能够读取和写入信息。具有双稳定性的非常规非磁性材料最近已被证明用于折纸结构的折叠状态、玻璃体和主客体功能化的热响应聚合物。有了两个状态控制变量，逻辑操作的实现也将成为可能。逻辑门响应功能已被用于控制溶胶/凝胶转变、水凝胶降解或用于药物递送应用的纳米载体分解。对于响应材料，到目前为止，双稳态和逻辑门功能都是通过采用化学反应来实现的，这导致了化学状态和动力学方面的双稳态是很有趣的，但与使用铁磁和铁电材料的固有物理双稳态相比，还很难实现。如果可以在响应材料中证明内在的双稳态，这将是在广泛类别的响应材料中编码记忆、读/写信息甚至逻辑操作的决定性步骤。
近日，德国于利希研究中心Stephan Förster团队展示了基于聚合物体积相变的本征滞后的双稳态、剩磁和读/写信息存储。研究团队使用笔和激光将信息热写入薄层显示设备。使用了最广泛的一类响应材料：聚-N-异丙基丙烯酰胺均聚物和二嵌段聚合物。展示了“与”逻辑门功能。此外，还发现了一种非常规的记忆状态，在这种状态下，信息在滞后窗口中是可见的，而在较高的温度下是不可见的，这允许隐藏编码的信息。由于滞后是响应材料非常普遍的固有现象，因此这种编码和存储信息的原理可能适用于广泛的响应材料。相关研究发表在《Advanced Materials》上。
文章链接：
J. Michalska-Walkowiak, B. Forster, S. Hauschild, et al. Bistability, Remanence, Read/write-memory and Logic Gate Function via A Stimuli Responsive Polymer[J]. Adv Mater, 2022: e2108833.
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