常州大學楊榮副教授與合作者 Angew：基于有序-有序液晶相變的動態形變液晶聚合物
2024-01-17 來源：高分子科技
液晶彈性體/交聯網絡在外界環境刺激下表現出可逆伸縮形變，可潛在用于人工肌肉，傳感器，致動器，柔性機器人等領域。現有液晶致動器通常需要先構筑按需排列并交聯固定的液晶基元，然后誘導液晶從有序液晶態到無序各向同性態相變，進而實現各種復雜可逆形變或動作。
圖1. 液晶致動器的化學結構，制備方法以及有序-有序液晶相變機制
圖2. 液晶致動器的復雜形變
研究進一步發現該液晶聚合物在室溫（25-40℃）退火，液晶聚合物可從近晶A相再次轉變為近晶C相，在隨后的升溫過程中，液晶聚合物會先后經歷近晶C（退火）-近晶A-近晶C的相變。基于此，這種液晶聚合物可以表現出現有液晶致動器難以實現的獨特的可逆動態形狀變化，即在冷卻時表現出先伸長，等待一段時間后自發收縮，再次回到初始形狀。其中伸長是由近晶C-近晶A相轉變誘導，而收縮則是由近晶A相經室溫退火后重新進入近晶C相推動。在升溫時，液晶致動器同樣表現出先伸長再縮短的形變。通過改變退火溫度和時間還可以控制動態形變響應的速率和幅度。
圖3. 具有動態形變的液晶致動器的潛在應用
這一研究將為具有復雜變形的液晶致動器/傳感器的設計和開發提供新的理論思路和方法。
全文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202314859
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（責任編輯：xu）
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