科幻大片中常有这样的场景：实验室里，一束奇异的蓝光闪过，平台上器皿内的物质蓦然破壁而出，伴随着玻璃的碎裂，物质变形变大，瞬间布满了整个空间。在高分子材料领域，确实存在着这样的场景。复旦大学俞燕蕾团队的“光控液晶高分子致动材料的创造与调控机制”项目获得2025年度国家自然科学奖二等奖。团队提出了在光响应高分子中引入液晶的设计思想，发展了光控液晶高分子致动材料。光响应基团的结构变化通过液晶基元的协同作用被逐级放大，最终转化为材料的宏观形变。
什么是光控液晶高分子致动材料？它对于未来产业发展的意义何在呢？俞燕蕾教授介绍，光控高分子致动材料是在光刺激下产生形变、输出力量的一种智能软材料，是推动机器人向非接触精确控制和多模式灵活运动发展的物质基础。
我们现在看到的机器人大多是金属结构，很难完成灵巧细致的工作。那么，能不能有一款软体机器人，它具有柔顺性和高自由度变形的特点，可适应复杂动态环境呢？答案就在形变材料上。“想像一下，没有金属骨架的机器人，会是什么样？”俞燕蕾说，项目的目标就是：光信号→材料变形→机器运动。研发的智能软材料同时承担结构、感知、驱动功能。“未来机器人最大的进步，也许不是更强壮，而是更智慧，或许不再完全依赖传统马达，而由材料本身完成响应与运动”。
值得一提的是，在发展智能软材料的过程中，团队取得了重大科学突破。首先，发现光响应高分子多尺度结构变化新机制，率先实现长波长、低能量光响应，破解光响应分子结构转变无法放大为高分子网络宏观形变的难题，将形变提升100倍，达到骨骼肌应变量级。简而言之，原本光刺激下材料无法实现的变化能力，现在做到了。
其次，利用新材料研制全光控微流体新器件，提出微流体非接触精准致动的新机理，实现微流体高效输运和旋流振荡，解决了微量液体精确操控难和传质效率低的难题。这项研究让光除了照明，还能运输液体，甚至操控微型世界。利用光响应液晶高分子材料构建智能微通道，打造全光控微流体芯片，让液体听从光的指挥。智能微通道就是“液体高速公路”，可以实现微流体运输、混合、分离、融合，全部由同一个光源完成。全光控微流体芯片就像是给智慧医疗装上了“便携化验室”，以后验血不用跑医院排队等结果，在身边的小设备上滴一滴血就能出报告，让验血这件事变得像测体温一样简单方便。
“从会变形的材料，到会行动的机器人，再到会工作的智能系统。这一切，都源于科学家赋予材料的新能力——让它们学会‘追光’。”科学家正尝试让材料拥有生命般的能力——感知世界、适应环境、主动行动。也许未来最伟大的机器，不是一台机器，而是一种像生命一样聪明的材料。
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