宁波材料所陈涛/尹恺阳/肖鹏团队 Angew:氢键超分子网络赋予可进化液晶弹性体机器人的温和编程
2024-10-23 来源:高分子科技
在自然界中,许多生物体会根据不断变化的环境对自身结构进行重编程,以提高生存机会。液晶弹性体(LCE)因其优异的可编程性及快速、可逆的热致应变,成为可重编程驱动器材料的理想选择。受生物自我调节机制启发,研究人员开发了热辅助组装的LCE驱动器。然而,现有的可重编程LCE驱动器的编程过程通常需要在超过120°C的高温环境中进行,这可能导致对齐的液晶元在聚合物网络中松弛,从而削弱其形状变形性能,并限制其在生物应用及与低耐热材料的集成能力。而且,较高的编程温度还需进一步提高驱动温度:如果材料的驱动温度(TNI)低于编程温度,LCE在模块化编程过程中会不可避免地首先触发形状变形,造成组装界面的不均匀,难以满足精确的设计要求。
2024年10月17日,该工作近期以题为“Hydrogen-bonded Supramolecular Network Enabled Gentle Reprogramming of Liquid Crystal Elastomer toward Evolutionary Robot”的论文发表在Angewandte Chemie International Edition (Angew. Chem. Int. Ed., 2024, e202416095;DOI: 10.1002/anie.202416095)。
图1.实现可编程氢键超分子液晶弹性体(H-LCE)驱动器的仿生基础原理图。
图2.氢键超分子LCE的构筑及其基础物化性能。
图3.模块化组装过程调制及超分子液晶网络网络重排的机理分析
图4.超分子LCE驱动器的设计与重构原理。
图5.面向制造复杂体系结构和多功能模块编程的CH-LCE模块化重编程和重配置。
图6.进化型软体机器人的设计与概念化验证
原文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202416095
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(责任编辑:xu)
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