日前，東南大學(xué)智能材料研究院、化學(xué)化工學(xué)院楊洪教授課題組在光控軟致動(dòng)器研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，科研團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種在光刺激條件下連續(xù)旋轉(zhuǎn)的莫比烏斯環(huán)。研究成果于近日發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Nature Communications》雜志上。
莫比烏斯環(huán)是一個(gè)沒(méi)有邊界、單側(cè)曲面、無(wú)限循環(huán)的二維環(huán)形結(jié)構(gòu)，是拓?fù)鋵W(xué)的重要課題，吸引了眾多數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、化學(xué)家、工程師和藝術(shù)家深入研究。
東大科研團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種以光熱響應(yīng)液晶彈性體為聚合物基底材料、具有橫向和法向梯度應(yīng)力的連續(xù)無(wú)缺陷結(jié)構(gòu)的莫比烏斯環(huán)致動(dòng)器。在近紅外光刺激條件下，該莫比烏斯環(huán)彈性體膜展現(xiàn)出適度的收縮梯度，導(dǎo)致扭曲帶在橫向和法向上的對(duì)稱(chēng)性破缺，使這些條帶致動(dòng)器產(chǎn)生連續(xù)逆時(shí)針或順時(shí)針原位旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了莫比烏斯環(huán)“隨光永轉(zhuǎn)、無(wú)限循環(huán)”的拓?fù)鋵W(xué)意義。該工作為莫比烏斯環(huán)、拓?fù)渲聞?dòng)、宏觀手性等領(lǐng)域提供了新的研究思路。
該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委的資助。論文第一作者為化學(xué)化工學(xué)院博士研究生聶振洲，通訊作者為楊洪教授，東南大學(xué)為唯一單位。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-22644-9
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