化学系《天然资料》发文提出液晶弹性体资料新
来源:骑行网 发表于2019-07-11 09:56:45 编辑:薛之谦
摘要: 清华化学系在《天然资料》发文提出制备易加工的液晶弹性体智能资料的新办法 ? ?12月10日电 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协作

  清华化学系在《天然资料》发文提出制备易加工的液晶弹性体智能资料的新办法

  ? ?12月10日电 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协作在世界闻名期刊《天然资料》(Nature materials)上在线宣布了题为《通过可交换共价键完成可塑的液晶弹性体驱动器》(Mouldable liquid-crystalline elastomer actuators with exchangeable covalent bonds)的研讨论文,报导了使用可逆酯交换反响成功制备可塑形的、可重复加工的液晶弹性体资料。清华大学化学系2019级博士生裴志强和2019级硕士生杨洋为文章的一起榜首作者。

  图示单畴液晶弹性体的不同形状结构及功能:(a) 随温度不同资料自发弹性;(b) 随温度不同资料曲折与扩展;

  (c) 简略热塑得到的中空柱;(d)热塑得到的圆突起随温度可逆崎岖。

   液晶弹性体资料在热、光、电、磁等外界影响下可发作形状的自发改动,作为致动器及感应器在人工肌肉、柔性机器人、瞎子显示器等许多范畴的使用远景非常宽广。这种形状的改动是根据高分子内部的液晶有序性,通过光、热、磁等办法改动这种有序性将发作可逆的微观形状改动。为了使液晶弹性体发作实践意义的形状改动,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,或工艺杂乱并成功率低,或仅适用于微米级样品。正因如此,长久以来,这种液晶弹性体资料在现实生活中难以使用。

   该研讨提出使用可逆酯交换交联网络代替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资料。再在此基础上,只需用简略模具在高温下对资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只液晶取向度高,力学功能优异,并且可塑造出不同的形状结构。而在曩昔,除了平面的薄膜样品,液晶弹性体很难具有其它的形状。

   该研讨中制备单畴液晶弹性体的简易办法是液晶弹性体实践使用的重大突破,为液晶弹性体作为驱动器和感应器的实践使用拓荒了路途。例如图中所示的圆突起,通过掺杂碳纳米管等物质后可完成光照可逆驱动,为根据液晶弹性体触觉显示器的制备供给或许。

   本研讨得到国家天然科学基金和国家973项意图赞助。

  

   供稿:化学系

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