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  光響應(yīng)材料在催化、傳感、藥物傳輸和柔性機(jī)器人等方面具有良好的應(yīng)用潛力。其中，含偶氮苯基團(tuán)的交聯(lián)液晶聚合物是最典型的光響應(yīng)材料之一。在交聯(lián)液晶聚合物中，有序排列的液晶基元賦予了材料較好的各向異性和協(xié)同的分子間相互作用，而交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使這些液晶基元的初始取向固定，并與高分子網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)像互相關(guān)聯(lián)，因此這類高分子材料具有很高的的響應(yīng)應(yīng)變、應(yīng)力和速度，同時(shí)其形變具有良好的可逆性和可重復(fù)性。然而，受到交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的束縛，傳統(tǒng)的交聯(lián)液晶高分子的加工性能較差，并且大部分此類驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器在紫外光照射下向光彎曲，極大地限制了這類材料的應(yīng)用。

圖1. 光響應(yīng)非交聯(lián)液晶聚合物薄膜的制備及取向

圖2. 取向薄膜的光響應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)理

圖3. 取向薄膜的光響應(yīng)驅(qū)動(dòng)行為

圖5. 乙醇溶液中的柔性光響應(yīng)致動(dòng)器

  在液體環(huán)境下刺激響應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)和制備一直是個(gè)挑戰(zhàn)，主要是由于液體環(huán)境中阻力比空氣中更大，并且能量轉(zhuǎn)換效率較低。由于在空氣中取向薄膜能在低光強(qiáng)紫外光照射下(例如 18 mW /cm²)也表現(xiàn)出良好的彎曲性能，即使液體環(huán)境會(huì)將部分的入射光能反射、吸收，薄膜機(jī)器人也可以將被削弱的光能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而在液體環(huán)境中進(jìn)行各種宏觀光響應(yīng)運(yùn)動(dòng)。作者展示了薄膜驅(qū)動(dòng)器在乙醇溶液中的翻滾、爬坡，以及爬行和提升重物行為 (如圖5)。更為詳細(xì)的信息，請(qǐng)參考原文Macromolecules, 2023。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.3c01263