韩国科研团队开发出一种新型水凝胶孔隙控制技术，通过折纸启发的折叠机制实现了对材料形变的精确调控。这项研究由首尔国立科技大学Hyunsik Yoon教授领导，团队成员包括金智勋博士和李沃博教授，研究成果已发表于《Matter》期刊。

传统水凝胶材料采用圆形孔隙设计，存在形变控制精度低、响应速度慢及恢复性能不足等问题。研究团队创新性地将折纸艺术的铰链和面结构原理融入多边形水凝胶孔隙设计中，实现了可编程的形变控制。Yoon教授表示："与导致随机折叠的传统圆形孔不同，我们的设计涉及一种面驱动的折叠策略，将受折纸启发的铰链和面结构集成到多边形水凝胶孔中，以实现可编程和可预测的驱动。"

该技术通过预设多边形孔隙的边界和铰链位置，引导孔隙在膨胀时沿特定方向闭合，收缩时则沿相同路径恢复原状。实验表明，多边形孔隙在经过多次膨胀-收缩循环后仍能保持90%以上的原始形状，展现出显著提升的可靠性。通过调整多边形几何参数，研究人员还能精确控制孔隙的闭合程度。

在应用方面，团队开发了pH值触发的水凝胶系统，能够分阶段释放微粒。李沃博教授指出："这种pH响应机制对于药物输送应用非常有用，因为药物的释放是分阶段的，并且会针对pH波动标记的特定区域。"此外，研究还展示了该技术在信息加密领域的潜力，通过混合不同形状的孔隙矩阵实现了图案的隐藏与显示功能。

金智勋博士表示："我们的策略可以集成到药物输送系统中，以实现高空间和时间精度，改善治疗效果，同时最大限度地减少副作用。这种设计为先进的芯片实验室系统、下一代软体机器人组件和诊断检测开辟了新的机遇。"

更多信息： Ji Hoon Kim 等，《面驱动折叠用于精确控制水凝胶孔驱动》，Matter (2025)。期刊信息： 物质