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    近日，清華大學化學系與英國劍橋大學卡文迪許實驗室合作在國際著名期刊《自然材料》（Nature materials）上在線發表了題為《通過可交換共價鍵實現可塑的液晶彈性體驅動器》（Mouldable liquid-crystalline elastomer actuators with exchangeable covalent bonds）的研究論文，報道了利用可逆酯交換反應成功制備可塑形的、可重復加工的液晶彈性體材料。清華大學化學系2012級博士生裴志強和2012級碩士生楊洋為文章的共同第一作者。

　　液晶彈性體材料在熱、光、電、磁等外界刺激下可發生形狀的自發改變，作為致動器及感應器在人工肌肉、柔性機器人、盲人顯示器等諸多領域的應用前景十分廣闊。這種形狀的改變是基于高分子內部的液晶有序性，通過光、熱、磁等方式改變這種有序性將產生可逆的宏觀形狀變化。為了使液晶彈性體發生實際意義的形狀改變，必須將液晶高分子鏈作單疇取向（單疇是指液晶分子鏈中很窄的或單一取向的區域）。傳統的兩步交聯法、外場和界面條件交聯法等制備單疇液晶彈性體的工藝，或工藝復雜并成功率低，或僅適用于微米級樣品。正因如此，長久以來，這種液晶彈性體材料在現實生活中難以應用。

　　該研究提出利用可逆酯交換交聯網絡替代永久交聯網絡的思路，先制備具有優異形狀記憶性和可加工性的多疇液晶彈性體材料。再在此基礎上，只需用簡單模具在高溫下對材料進行拉伸使液晶基元取向，冷卻到常溫即可得到單疇的液晶彈性體。所制備的單疇液晶彈性體不僅液晶取向度高，力學性能優異，而且可塑造出不同的形狀結構。而在過去，除了平面的薄膜樣品，液晶彈性體很難具有其它的形狀。

　　該研究中制備單疇液晶彈性體的簡易方法是液晶彈性體實際應用的重大突破，為液晶彈性體作為驅動器和感應器的實際應用開辟了道路。例如圖中所示的圓突起，經過摻雜碳納米管等物質后可實現光照可逆驅動，為基于液晶彈性體觸覺顯示器的制備提供可能。

　　本研究得到國家自然科學基金和國家973項目的資助。