當(dāng)具有形狀記憶性質(zhì)的水凝膠的臨時交聯(lián)解離或形成時可以表現(xiàn)出溶脹/去溶脹。這種材料尺寸的變化可能干擾定向運(yùn)動并限制恢復(fù)性能和宏觀效應(yīng)。在乳液或氣體發(fā)泡中提供超結(jié)構(gòu)交聯(lián)反應(yīng)可以最小化體積變化，并且以這種方式提高材料功能性。此外，微尺度上的超結(jié)構(gòu)還將促進(jìn)營養(yǎng)物，離子，氧和其它分子從材料的外部到內(nèi)部的擴(kuò)散，使得對施加的刺激快速響應(yīng)。到目前為止，多孔水凝膠中的定向運(yùn)動通過用熱，水或兩者的組合進(jìn)行刺激來實(shí)現(xiàn)。據(jù)報道，通過明膠基水凝膠可以獲得材料的定向運(yùn)動。當(dāng)加入水時，這些結(jié)構(gòu)化水凝膠通過降低系統(tǒng)的Tg而表現(xiàn)出水誘導(dǎo)的SME。在該體系中，需要低水含量的聚合物網(wǎng)絡(luò)來固定臨時形狀，因?yàn)榕R時交聯(lián)在水中平衡溶脹時會溶解。這種多孔水凝膠具有較高的形狀固定率和恢復(fù)率。濕的水凝膠在除去外部應(yīng)力后恢復(fù)其形狀，但是干燥的聚合物網(wǎng)絡(luò)在壓縮試驗(yàn)中顯示出塑性變形并且在浸沒于水中時恢復(fù)初始形狀(圖6)。

圖6 基于明膠水凝膠的SME

(a,b) 通過溶脹系統(tǒng)的干燥固定臨時形狀

(c,d) 通過水誘導(dǎo)恢復(fù)過程

(e,f) 可以排除在溶脹狀態(tài)下臨時形狀的固定