Formgedächtnismaterialien als eine Art von intelligenten Materialien, die in der Lage sind, sich unter äußerer Reizung in ihren ursprünglichen Zustand zurückzuversetzen, zeigen ein großes Potenzial in aufstrebenden Bereichen wie der flexiblen Elektronik, intelligente Verpackung und Biomedizin. Die Effizienz der Formwiederherstellung traditioneller Polyvinylalkohol (PVA)-Materialien in Wasser ist jedoch stark eingeschränkt. In diesem Artikel stellen wir eine neue Art von lichtempfindlichem Formgedächtnismaterial auf der Basis eines PVA/Kohlenstoffpunktsystems vor. Das PVA/Kohlenstoffpunktkomposit weist im Vergleich zu reinem PVA in einem wässrigen Medium eine ausgezeichnete Formwiederherstellungsleistung auf. Untersuchungen zeigen, dass die Wasserstoffbindung zwischen dem Kohlenstoffpunkt und dem PVA ein wichtiger Faktor zur Verbesserung des Formgedächtniseffekts ist, während die Einführung des Siliciumelements in den Kohlenstoffpunkt die Formwiederherstellungsgeschwindigkeit des Kompositmaterials signifikant erhöht hat, etwa um das Dreifache im Vergleich zu reinem PVA. Dies liegt daran, dass das Silicium-Doping im Kohlenstoffpunkt die Effizienz der Lichtenergieumwandlung in thermische Energie im Verbundwerkstoff signifikant erhöht, wodurch mehr Sonnenenergie unter Beleuchtungsbedingungen in thermische Energie umgewandelt werden kann, was die Bewegung der Molekülketten beschleunigt und somit eine schnelle Formwiederherstellung ermöglicht. Basierend auf den ausgezeichneten steuerbaren Verformungseigenschaften und der Wasserreaktivität dieses Materials bietet diese Studie einen neuen Ansatz zur Entwicklung von intelligenten Materialien mit vielfacher Licht-Wärme-Wasser-Reaktion.

Formgedächtnismaterialien; Kohlenstoffpunkte mit Siliziumdotierung; Wasserstoffbindung; Umwandlung von Lichtenergie in thermische Energie