日本國立物質材料研究機構(NIMS)與東京農工大學成功開發了一項可在柔軟且具有延展性的水凝膠材料製作精細結構的新方法。此方法採用了與剪紙相似的圖案雕刻技術,可望藉此擴展水凝膠的應用。
具有親水性分子網絡的水凝膠處於含有大量水分的狀態(膨潤狀態)。東京農工大學於纖維素奈米纖維素所構成的乾燥膜材上,預先將設計的圖樣以雷射刻畫後再加水膨脹,使其呈現出拉伸時垂直拉伸方向部份會膨脹的「拉脹(Auxetic)」材料特性,而水凝膠即可形成類似剪紙的複雜圖案,且經過反覆拉伸與壓縮變形,仍可維持其拉脹特性。
此製程可望應用於製造具柔軟性之切換裝置或感測器零件。另可做為靈活地因應動作或生長的材料,應用於組織工程、傷口敷料及藥物傳輸系統(DDS)等醫療領域。東京農工大學表示,新開發的二次元拉脹特性可使薄膜構造膨脹並展現出充足厚度的三次元狀態。此外,與在一定含水狀態下保管相比,使用前以乾燥狀態保存亦將較為便利。