温度，光照，电磁场或pH响应性的材料可用作控释剂，响应涂层，形状记忆材料以及传感器。而由于生物系统的多样性，生物响应性材料（如病原体）需要更强的靶向性和多样性设计。得益于DNA的高特异性，基于DNA的响应性材料已被广泛应用于生物传感，药物释放以及基因治疗。但目前，基于DNA的水凝胶体系设计复杂，对外部刺激的快速识别和响应通常需要高浓度的触发信号，限制其在生物传感和诊断的应用中。
近期，美国麻省理工学院James J. Collins及其研究小组报道了一种可批量应用的，可编程的CRISPR响应智能材料。CRISPR 英文全称是 Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，规律成簇的间隔短回文重复，是大多数细菌及古细菌中一种不断进化适应的免疫防御机制。CRISPR系统由DNA核酸酶（Cas12a）和向导RNA(gRNA)组成。gRNA识别出外源DNA，碱基配对成功后，Cas12a将DNA双螺旋结构切断。这与真核生物中RNA干扰（RNAi）的原理是相似的。作者将CRISPR技术创造性地整合到DNA水凝胶中，Cas12a-gRNA可以特异性识别外源DNA，激活Cas12a以切割目标DNA以及不加区分的单链DNA (ssDNA)。
DNA水凝胶解体，实现对目标DNA的响应，可用于多种药物、纳米颗粒甚至细胞的可控释放。该水凝胶结构可以响应任何目标DNA序列而无需重新设计不同的水凝胶体系。另外由于CRISPR-Cas12a系统高效的切割，该水凝胶体系无需高浓度目标物触发。该体系巧妙地将生物信息转换成宏观材料的性能的变化，可有效应用于法医学分析，医学诊断以及环境监测。作者分别报道了小分子药物或者蛋白质可控释放的多臂聚乙二醇水凝胶，金纳米颗粒甚至活细胞可控释放的聚丙烯酰胺水凝胶，用作保险丝的导电炭黑水凝胶以及与微流控芯片结合实现病毒的快速灵敏检测。
