清华大学吉岩课题组《Nat. Commun.》:成型后调控液晶弹性体驱动器的驱动温度
2023-06-15 来源:高分子科技
液晶弹性体(LCEs)能够在热、光、电等刺激下,在液晶相-各向同性相转变时,可以发生显著的可逆变形。作为优异的软驱动器材料,其在人工肌肉、柔性机器人、可穿戴设备等领域具有广阔的应用前景,近年来液晶弹性体的发展非常迅速。一般情况下,驱动温度由液晶相-各向同性相转变温度(Ti)确定,材料合成之后,其驱动温度已经确定无法改变。驱动温度的调控需要改变材料的分子设计,从合成开始改变材料的化学组成,从而改变Ti, 才可以获得不同的驱动温度。
图1. 液晶弹性体在退火温度(Ta)分别为110°C(Ta < Ti0)和180°C (Ta > Ti0)时Ti随时间的变化
以含酯键的液晶类玻璃高分子xLCE-BP为例,文章展示了通过动态酯交换反应和退火共同作用,可以实现对xLCE-BP的Ti进行大幅度的调控。如图1所示,差示扫描量热法(DSC)数据显示,退火温度(Ta)小于初始Ti(Ti0)时,xLCE-BP的Ti会升高;相反,退火温度小于初始Ti0时,xLCE-BP的Ti值随着退火时间的增加而降低。随着退火时间的延长,Ti峰逐渐变宽,最终几乎与玻璃化转变重叠。而且退火温度越高,Ti降低速度越快。例如,从DSC升温曲线看,在Ta= 140℃下5天,Ti从114 ℃下降到89 ℃,高于相同xLCE-BP在180℃下退火4天获得的77℃。
图2.Ti的可逆调控
图3 同一种组成的xLCE-BP通过退火获得5种具有不同驱动温度的驱动器
全文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-39238-2
版权与免责声明:中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn,并请注明出处。
(责任编辑:xu)
相关新闻
- 南开大学刘遵峰合作团队 AM:破解液晶弹性体纤维力学-驱动-阻尼三元矛盾→揭示全新连续液晶相变过程 2026-07-10
- 斯坦福赵芮可教授团队 Nat. Commun.: 具有时空可编程表面褶皱的光热驱动液晶弹性体多功能平台用于信息编码与物体操控 2026-07-01
- 东华大学丁彬/李召岭 AFM:液晶纺丝制备高强韧纤维素离子凝胶纤维 2026-07-01
- 北化曹鹏飞教授、田明教授 Adv. Mater.:疏溶剂弹性体涂层“筛分”离子构筑双层SEI助力低温电池超稳循环 2026-07-04
- 大阪大学肖淳林、Yuichiro Kobayashi、Hiroyasu Yamaguchi团队 Nat. Commun.:多重能量耗散途径按顺序激活实现弹性体增韧 2026-07-03
- 南开大学关英/天工大张拥军 AFM:综合性能优异的离子导电弹性体 2026-06-29
- 合工大胡颖、张晨初/赵玉顺 AFM:仿生“变色蝴蝶”驱动器实现形变、变色与红外发射率调控协同响应 2026-06-07