Light-responsive hydrogels enable remote, noncontact, and spatiotemporally precise actuation, making them attractive for applications in actuators, sensors, and biomedical systems. An effective design strategy for light-responsive hydrogels involves incorporating photothermal agents into temperature-responsive hydrogels, where absorbed light is converted into localized heat that triggers reversible volumetric transitions of the hydrogels. Here, we report smart light-responsive hydrogel composites consisting of poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) as the temperature-responsive matrix and reduced graphene oxide (rGO) sheets as photothermal agents. The thermo- and light-responsive swelling behaviors of the composites are systematically investigated as a function of NIPAAm concentration and rGO loading. Moreover, light-triggered volume shrinkage of the composites is successfully demonstrated using the composites. These findings highlight the potential of rGO-PNIPAAm composites as tunable platforms for next-generation soft actuators and biomedical devices.

광반응성 하이드로젤은 원격, 비접촉, 그리고 시공간적으로 정밀한 작동을 가능하게 하며, 액추에이터, 센서 및 생의학 시스템과 같은 응용 분야에서 매력적인 소재로 주목받고 있다. 광반응성 하이드로젤을 설계하는 효과적인 전략 중 하나는 광열제를 온도반응성 하이드로젤에 도입하는 것으로, 광열제가 흡수한 빛이 국소적인 열로 전환되어 하이드로젤의 가역적 부피 변화를 유도한다. 본 연구에서는 온도반응성 매트릭스로 poly(N-isopropylacrylamide)를 사용하고, 광열제로 환원 그래핀 산화물을 활용한 스마트 광반응성 하이드로젤 복합체를 보고한다. 이 복합체의 온도 및 광반응성 팽윤 거동은 NIPAAm 농도와 rGO 함량의 함수로 체계적으로 조사되었다. 또한, 복합체를 이용하여 광조사에 의해 유도되는 부피 수축이 성공적으로 입증되었다. 이러한 결과는 rGO-PNIPAAm 복합체가 차세대 소프트 액추에이터 및 생의학 장치를 위한 조절 가능한 플랫폼으로의 충분한 잠재력을 지님을 보여준다.

Keywords: smart materials, light-responsive hydrogels, poly(N-isopropylacrylamide), reduced graphene oxide, swelling behavior.