光在人类社会与自然生态中扮演着重要的角色，具备非接触、空间可控的优良特性，同时能够引发诸如光合作用等一系列的化学反应。利用光照作为软物质的加工手段，浙江大学化学工程与生物工程学院赵骞副教授与合作者设计开发了新型的光“钻孔”技术，在质软而脆，形似果冻的水凝胶中实现区域可控多孔结构的构筑。

  传统多孔水凝胶制备方式往往无法实现同一材料中成孔区域的精确调控。为了引入区域调控的方式，研究者设计了具有动态交联性质的水凝胶网络。如图1所示，在冰冻状态下，水凝胶中水的结晶将排斥挤压凝胶分子网络，造成内部应力。在此时，研究者利用光照诱导动态网络发生重排，释放出因结冰而积累在网络内部的应力，使网络失去熵回弹的能力。当冰晶熔化的时候，由于网络已处在低能量状态，原先生长冰晶的地方就将成为孔。

  更进一步，研究者采用光学掩膜法，方便地通过控制水凝胶表面光照区域与非光照区域达到定点成孔的目的。研究开发的新型定点光“钻孔”技术，将水凝胶合成与致孔两步解耦，同时可实现图案信息隐藏，成孔图案时序性变化与成孔凝胶重回收再利用等的多项功能。

  研究者采用具备多孔图案的水凝胶实现了电容、电感、天线等功能导电电路的印刷。可以展望地是，所开发的区域可控孔结构水凝胶材料可以为绿色环保印刷工业的发展提供良好的支持。相关的研究论文已在线发表在Materials Horizons上。

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https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/mh/c9mh00090a#!divAbstract

本文转自高分子科技前沿