journal article·2023-12Open access

Soft Functionally Gradient Materials and Structures – Natural and Manmade: A Review

Akanksha Pragya, Tushar K. Ghosh

Advanced Materials· Volume 35· Issue 49

Abstract

Abstract Functionally gradient materials (FGM) have gradual variations in their properties along one or more dimensions due to local compositional or structural distinctions by design. Traditionally, hard materials (e.g., metals, ceramics) are used to design and fabricate FGMs; however, there is increasing interest in polymer‐based soft and compliant FGMs mainly because of their potential application in the human environment. Soft FGMs are ideally suitable to manage interfacial problems in dissimilar materials used in many emerging devices and systems for human interaction, such as soft robotics and electronic textiles and beyond. Soft systems are ubiquitous in everyday lives; they are resilient and can easily deform, absorb energy, and adapt to changing environments. Here, the basic design and functional principles of biological FGMs and their manmade counterparts are discussed using representative examples. The remarkable multifunctional properties of natural FGMs resulting from their sophisticated hierarchical structures, built from a relatively limited choice of materials, offer a rich source of new design paradigms and manufacturing strategies for manmade materials and systems for emerging technological needs. Finally, the challenges and potential pathways are highlighted to leverage soft materials' facile processability and unique properties toward functional FGMs.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced Materials and Mechanics · Bone Tissue Engineering Materials · Electrospun Nanofibers in Biomedical Applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Textile Engineering Chemistry and Science, Fiber, and Polymer Science Program Wilson College of Textiles North Carolina State University North Carolina State University 1020 Main Campus Drive Raleigh NC 27606 USA

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