12月1日,清华大学化学系与英国剑桥大学卡文迪许实验室合作在《自然·材料》上在线发表了题为《通过可交换共价键实现可塑的液晶弹性体驱动器》的研究论文,报道了利用可逆酯交换反应成功制备可塑形的、可重复加工的液晶弹性体材料。 液晶弹性体材料在热、光、电、磁等外界刺激下可发生形状的自发改变,作为致动器及感应器在人工肌肉、柔性机器人、盲人显示器等诸多领域的应用前景十分广阔。这种形状的改变是基于高分子内部的液晶有序性,通过光、热、磁等方式改变这种有序性将产生可逆的宏观形状变化。为了使液晶弹性体发生实际意义的形状改变,必须将液晶高分子链作单畴取向(单畴是指液晶分子链中很窄的或单一取向的区域)。传统的两步交联法、外场和界面条件交联法等制备单畴液晶弹性体的工艺,或工艺复杂并成功率低,或仅适用于微米级样品。正因如此,长久以来,这种液晶弹性体材料在现实生活中难以应用。 该研究提出利用可逆酯交换交联网络替代永久交联网络的思路,先制备具有优异形状记忆性和可加工性的多畴液晶弹性体材料。再在此基础上,只需用简单模具在高温下对材料进行拉伸使液晶基元取向,冷却到常温即可得到单畴的液晶弹性体。所制备的单畴液晶弹性体不仅液晶取向度高,力学性能优异,而且可塑造出不同的形状结构。而在过去,除了平面的薄膜样品,液晶弹性体很难具有其它的形状。 本研究得到国家自然科学基金和国家973项目的资助。 (责任编辑:admin) |