清华大学吉岩副教授、梁欢博士 Nat. Commun.:自生长液晶弹性体的复原策略
2024-08-29 来源:高分子科技
受植物生长的启发,软体生长机器人在智能设备领域中变得越来越重要,因为它们可以延展自身以在非结构化环境中导航和探索。它们的人工生长通常基于气动驱动的翻转外表面、加压延长管、锁链块以及增材制造技术。尽管在组装和制造方面已有这些创新,但开发能够自发和独立生长(即自发生长)的高性能材料也同样重要。迄今为止,只有一种聚合物能够在室温下无需外界刺激或能量输入自行生长到超过其原始尺寸的长度。这一突破为无缆自主软体机器人领域的发展提供了一种新的设计思路。然而,只有新鲜制备的处于初始状态的样品才能自发生长,非新鲜样品则无法实现。每次使用都必须从单体合成是制约此材料实际应用的瓶颈难题。
图1 复原过程及机理示意图。非新鲜LCEs和退火后的LCEs可以被复原并反复进行自我生长。
图2 自我生长LCE的合成、复原和再生长。a 自我生长LCE的组成及用于复原的催化剂。b nTBD、A-LCE和退火后R-LCE的FTIR光谱。c A-LCE和G-LCE的复原过程。比例尺:5 mm。
图3 R-LCE的再生长与表征
图4 影响复原、再生长和软体执行器的潜在因素
图5 复原过程中的网络拓扑结构重排。
图6 驱动模式重新编程的演示
图7 局部复原和可控生长模式的展示
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-024-51544-x
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