自然界中的结构色是一种令人着迷的现象，光照射到周期性结构表面会通过布拉格反射产生鲜艳的颜色。胆甾相液晶弹性体（CLCE）具有周期性的螺旋结构和高分子网络，可通过光、热、电等外部刺激对结构色动态调节。然而，由于高分子网络一旦形成就无法修改，结构色在撤除外部刺激后会自发恢复到初始状态，其实际应用受到限制。在交联网络中引入动态键被认为是一种有效的改进方法。然而，激发动态键的交换一般需要高温或高强度的紫外线等条件，可能对CLCE的周期性结构造成破坏，从而损害其光学特性。由于可见光具有非侵入性和精确控制能力，其在各种激活机制中脱颖而出，通过可见光实现胆甾相液晶弹性体的精确编程是研究人员所追求的目标。

  这一工作近期以“Visible-light-programmed patterning in dynamically bonded cholesteric liquid crystal elastomer”为题，发表在《Nature Communications》（DOI：10.1038/s41467-024-54881-z），北京科技大学新材料技术研究院2024级博士生刘家乐为该工作的第一作者，北京科技大学胡威副研究员为此工作的通讯作者。该研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金委的资助。

图2. CLCE的合成和性能表征。

图 3. 通过二硒键交换实现CLCE的可控编程。

图 4. CLCE的颜色重编程和自修复性能。

图 5. 多模式下键交换实现高分辨率彩色CLCE。

作者简介：

  杨槐教授北京大学材料科学与工程学院教授，教育部特聘教授，国家杰出人才项目获得者，英国皇家化学会会士(FRSC)，国家基金委创新研究群体负责人，中国新材料产业技术创新战略联盟副理事长，科技部“高端功能与智能材料”总体专家组专家。1996年-2003年先后作为日本九州大学访问研究员、日本福冈工业、科学和技术振兴财团、日本科学技术振兴事业团的研究员在日本从事研究工作；2002年获得日本九州大学博士学位。主要研究方向为固态聚合物电解质、液晶/聚合物复合材料、刺激响应液晶聚合物和智能窗口。在Nat. Commun.和Adv. Mater.等国际学术期刊上发表SCI论文330余篇；已获80余项国家发明专利授权。作为第一完成人，获2014年教育部技术发明奖一等奖、2016年教育部自然科学奖一等奖、2016和2021年国家技术发明二等奖。

  胡威副研究员北京科技大学副研究员，博士生导师。2019年获北京科技大学理学博士学位；后于北京大学材料科学与工程学院从事博士后研究工作；2022年2月进入北京科技大学新材料技术研究院从事工作。目前主要从事基于液晶聚合物、液晶与聚合物复合材料的功能化研究。主要研究方向为聚合物固态电解质、智能响应材料、蓝相液晶材料、液晶材料及液晶与聚合物复合材料等。以第一或通讯作者在Nat. Comm.、Angew. Chem.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci等国际学术杂志上发表多篇SCI论文，申请并获授权多项国家发明专利。

  原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-54881-z#Bib1