Formgedächtnismaterialien, als eine Klasse intelligenter Materialien, die unter äußerer Stimulation in ihren Ursprungszustand zurückkehren können, zeigen großes Potenzial in aufstrebenden Bereichen wie flexibler Elektronik, intelligenter Verpackung und Biomedizin. Allerdings ist die Formwiederherstellungseffizienz des traditionellen Polyvinylalkohols (PVA) im Wasser stark eingeschränkt. In diesem Artikel wird ein neuartiges lichtempfindliches Formgedächtnismaterial basierend auf einem PVA/Kohlenstoffpunkt-Verbundsystem vorgestellt. Die Kombination von Kohlenstoffpunkten mit PVA zeigt in wässriger Umgebung eine überlegene Formwiederherstellungsleistung im Vergleich zu reinem PVA. Studien zeigen, dass Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Kohlenstoffpunkten und PVA ein wichtiger Faktor zur Verbesserung des Formgedächtniseffekts sind und dass die Einführung von Siliziumelementen in die Kohlenstoffpunkte die Formwiederherstellungsgeschwindigkeit des Verbundmaterials signifikant erhöht, etwa dreimal schneller als bei reinem PVA. Dies liegt daran, dass die Siliziumdotierung der Kohlenstoffpunkte die photothermische Umwandlungseffizienz des Verbundmaterials erheblich verbessert, wodurch unter Beleuchtung mehr Sonnenlichtenergie in Wärme umgewandelt wird, was die Bewegung der Molekülkettenbeschleunigt und eine schnelle Formrückstellung ermöglicht. Basierend auf den hervorragenden kontrollierbaren Deformationseigenschaften und der Wasserreaktivität des Materials bietet diese Studie einen neuen Ansatz zur Entwicklung effizienter, multi-responsiver intelligenter Materialien, die auf Licht, Wärme und Wasser reagieren.

Formgedächtnismaterialien; siliziumdotierte Kohlenstoffpunkte; Wasserstoffbrücken; photothermische Umwandlung