南科大熊异课题组 ACS AMI:通过调控冷却速率实现形态可调的LCEs 4D打印 - 无需激励即可在室温下锁定驱动形态
2023-11-10 来源:高分子科技
液晶弹性体(LCEs)是一种新兴的智能材料,其制备方法涉及将刚性液晶单元与柔性聚合物网络进行共价结合。这使得LCEs兼备了液晶单元的各向异性特性和轻度交联聚合物网络的橡胶弹性。在外部刺激下,LCEs能够实现大幅值、可逆以及各向异性的形变,因此在四维(4D)打印领域备受关注。然而,为了保持LCEs的驱动状态,通常需要持续地施加大量外部激励,这带来了资源浪费、操作复杂、材料老化以及高温结构不便直接接触等问题。此外,传统的LCEs 4D打印通常只能实现两种形态(即初始形态与驱动形态),难以实现多级中间形态的获取与控制,限制了LCEs结构的适应性和灵活性。这些问题使得LCEs 4D打印在实际应用中面临挑战。
图1. LCEs结构的各向异性编程机制与冷却速率调控形变工艺的示意图
图2. LCEs轻交联网络的形成和锁定
图3. 基于LCE锁定原理制备的LCE-PEEK铰链结构与具有出色承重性能的桌形结构
图4. 基于冷却速率调控的LCE锁定形态可调机制
图5. 仿生花朵绽放过程模拟
图6. 自适应4D打印智能软夹爪工作流程
原文链接:https://doi.org/10.1021/acsami.3c10210
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