在全球塑料污染日益严峻、“双碳”战略加速推进的时代背景下，高分子材料的可持续性已不仅是环境保护的迫切需求，更成为决定下一代智能软材料能否真正走向实用化与规模化的核心前提。作为一类巧妙融合液晶分子有序性与聚合物网络弹性的智能软材料，液晶弹性体（Liquid Crystal Elastomers,LCEs）凭借可编程形变、光/热响应驱动等独特能力，正迅速成为柔性电子、智能传感、人工神经元和软体机器人等前沿领域的关键功能平台。然而，传统LCE依赖不可逆的永久共价交联网络来维持其结构完整性与响应性能，一旦成型，便难以重塑和回收。这意味着，越是精密复杂的LCE器件，越可能沦为难以降解的高分子废弃物。因此，在不牺牲其多功能特性的前提下，构建可循环的LCE体系，开辟一条“用之能智、废之可归”的材料新路径，已成为推动下一代智能软材料迈向绿色制造与循环经济的关键挑战。

  近年来，面向多功能集成与可持续发展的双重需求，北京化工大学郭金宝教授研究团队持续致力于开发兼具智能响应性与环境适应性LCEs。研究团队近期提出一种基于双动态共价网络的液晶弹性体回收新策略：通过在交联网络中协同引入亚胺键与硼氧烷键，构建具有双重动态特性的可重构体系。得益于两类动态键在温和条件下的协同交换行为，该材料可在40℃ 下 10 分钟内完成形状编程，并在相同温度下1小时内实现高效再加工，显著降低了传统热重塑对液晶有序结构的破坏风险。尤为关键的是，该体系突破了现有LCE回收策略的局限——无需将网络彻底解聚为单体，而是利用硼氧六环结构在室温下的可逆解离，直接生成可溶、可再交联的低聚物。这一路径规避了单体回收中对高纯度分离、严格结构匹配及多步再聚合的依赖，大幅简化了化学回收流程，同时赋予分子设计更高的自由度。基于此，回收所得低聚物可在环境条件下重新加工为驱动器、纤维和图案多种功能形态，实现“废材—新材料”的转化。更重要的是，亚胺与仲胺结构赋予材料本征簇发光特性，使其在紫外光下可通过荧光实现混合废聚合物中的直接识别与分选。这一荧光辅助回收机制，为复杂塑料混合物中目标高分子的选择性分离与循环利用提供了新思路。

  2026年1月10日，该工作以“Toward Recyclable Liquid Crystal Elastomers Enabled by Imine–Boroxine Dual Dynamic Covalent Bonds for Multi-Form Sustainable Applications”为题发表在Advanced Functional Materials上。文章第一作者为北京化工大学材料科学与工程学院博士生黄志博，通讯作者为北京化工大学材料科学与工程学院郭金宝教授。

图1 .（a）传统LCE的两类主流回收路径：聚合物–聚合物机械再加工（路径1）与聚合物–单体化学回收（路径2）；（b）本研究中开发的LCE-IB的双路径回收策略：温和条件下的机械再加工（路径1）与聚合物–低聚物化学回收（路径2）；（c）可闭环回收LCE-IB网络的设计与作用机制；（d）基于本征荧光辅助分选，LCE-IB可循环再加工为多种功能形态。

  通过两步反应成功制备了含亚胺键与硼氧烷键的双动态共价液晶弹性体（LCE-IB），并构建了仅含单一动态键的对照体系。系统的结构表征与热分析结果表明，双动态网络实现了有效交联，同时材料保留典型的液晶相行为。值得注意的是，材料展现出源于亚胺及仲胺聚集态的本征簇发光特性，且在环境条件下具有优异的荧光稳定性，为其在回收过程中的可视化识别奠定了材料基础。

图2 (a) 双动态共价 LCE-IB（左图）的结构对比，其包含亚胺键和硼氧烷键，而单动态共价 LCE-I（右图）仅包含亚胺键。(b) LCE-IB 的傅里叶变换红外光谱。(c) LCE-I 的傅里叶变换红外光谱。(d) LCE-IB 在第二次加热循环过程中的 DSC 曲线。(e) 不同激发波长（Ex）下 LCE-IB 的荧光光谱。(f) 将 LCE-IB 存放在常温环境中不同天数后（在 365 纳米处激发）的 LCE-IB 的荧光光谱。

  基于双动态共价键的LCE-IB可在40°C、10min的温和条件下高效完成液晶取向编程，并展现出高达31%的可逆驱动应变与优异的循环稳定性。相比单一动态键网络，该体系显著降低了编程温度，有效规避了在液晶相转变温度以上操作所导致的材料断裂风险。应力松弛、动态力学分析、DFT计算和变温FTIR结果共同表明，亚胺键与硼氧烷键通过B–N配位诱导的结构协同，在温和条件下显著加速动态交换并促进网络重排，是实现温和编程与高效再加工的核心机制。

图3 （a）LCE-IB的可逆驱动性能；（b）LCE-IB 的可逆驱动循环；（c）LCE-IB与LCE-I在固定编程时间（10 min）下，驱动应变随编程温度的变化；（d）LCE-IB与文献报道的其他动态共价LCE体系在编程温度与时间上的对比；（e）LCE-IB与LCE-I在40?°C下的应力松弛行为；（f）LCE-IB的动态力学分析结果；（g）LCE-IB中动态交联点的DFT优化分子构型；（h）LCE-IB的变温红外光谱。

  LCE-IB凭借其室温下高效的动态键交换能力，实现了无需催化剂的层间自组装，所得组装膜可承载超过自身重量2600倍的载荷，并可通过本征荧光实现损伤可视化。进一步，基于该策略可在室温下模块化构筑U形、波浪状及仿花型双层驱动器，其形变行为由单畴/多畴区域的热响应差异驱动。相较于单一动态网络LCE-I在相同条件下几乎无粘附的表现，LCE-IB的双动态共价体系显著提升了界面融合效率，为在温和、无催化剂条件下构建复杂驱动器提供了一条高效的路径。

图4 （a）两条LCE-IB带在室温下经过24小时后成功组装成一个整体；紫外光下可直观识别潜在损伤；组装后的样品可提起50g重物（为其自身重量的2600余倍）；（b）LCE-IB薄膜经无催化剂重新组装后的力学性能恢复率；（c）双层LCE-IB驱动器的结构设计示意图及热致弯曲形变机制；（d）LCE-IB薄膜组装方式示意图（左）及所制备的多种构型驱动器在可见光与紫外光下的实物照片（右）

  LCE-IB在仅40°C、1h的温和条件下即可通过微量水辅助实现高效再加工，所得再生膜与原始膜保持一致的化学性，并能重新构筑具有可逆驱动功能的双层驱动器。其拉伸强度略有提升，力学性能恢复良好。相比之下，单一动态网络LCE-I即使在90°C下长时间处理亦难以形成连续薄膜，凸显LCE-IB中双动态键协同交换在实现机械再加工中的关键作用，为可持续智能软材料的循环制造提供了切实可行的解决方案。

图5 （a）网络中亚胺键与硼氧烷键的动态交换机制示意图；（b）回收过程展示：碎片原料（左）经40°C重物压1小时后重构成完整薄膜（右）；（c）基于再加工LCE-IB薄膜制备驱动器的流程示意图（左）及驱动器在可见光与紫外光下的工作状态照片（右）；（d）原始LCE-IB薄膜与再加工样品的红外光谱对比；（e）原始与再加工LCE-IB薄膜的应力–应变曲线对比。

  LCE-IB可通过本征簇发光实现混合塑料废料中的荧光识别与精准分选，并在室温下利用硼氧烷键的可逆解离快速溶解为低聚物溶液，进而重构成薄膜、纤维及荧光图案多种功能形态，其化学结构与力学性能在化学回收后得到有效保持。这种“荧光识别–室温解聚–多形重构”一体化策略，为复杂废弃物中智能高分子的选择性回收与可持续利用提供了可行路径。

图6 （a）上：LCE-IB在混合塑料中通过本征荧光实现识别分选，并经室温溶解-再成膜完成化学回收的实物照片；下：化学回收过程中LCE-IB网络结构演变的示意图；（b）原始LCE-IB薄膜与化学回收所得溶液的红外光谱对比；（c）原始LCE-IB薄膜与化学回收样品的应力-应变曲线对比；（d）回收LCE-IB纤维及其功能展示：上左为纤维制备示意图；上右为由回收纤维编织的织物图案（日光下可见，紫外光下荧光）；下图为基于回收纤维构筑的驱动器实物照片；（e）回收LCE-IB溶液的直写加工：上图为溶液直写过程示意图；下图为所制备“LCE”和“BUCT”图案在日光与紫外光下的效果。

  原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202527532