writer：Liquid Crystal Elastomer
keywords：Nie, Z.; Wang, M.; Yang, H.*
source：期刊
specific source：Chinese Science Bulletin, 2024, 69, 4038-4055.
Issue time：2024年
液晶弹性体（Liquid crystal elastomers, LCEs）是一类优异的软物质形变材料，对热、光、电、磁等外源刺激能够产生驱动响应，具有强刺激响应性、快速和大幅度的形变量以及可逆形变功能. 液晶弹性体材料广泛应用于软体机器人、人工肌肉、智能器件和光学防伪等领域，是功能高分子与智能材料的前沿研究方向，具有重要的科学意义和应用价值. 近些年，随着结构在软形变材料领域的蓬勃发展，结构功能一体化成为先进形变材料研究的新范畴，通过对驱动器形态的精准设计，将几何结构的物理和机械特征引入主动驱动系统，赋予液晶弹性体材料多重形状变化和驱动功能，提升了材料的灵敏性、响应性、轻质性和功能集成性. 本文综述了液晶弹性体的结构功能一体化研究进展，探讨了在形变材料体系的结构功能一体化构建策略和驱动机制，即液晶弹性体取向调控技术与几何结构机械特性的耦合效应。依据形态和功能特点，将结构功能一体化分为常规结构功能一体化（薄膜状、纤维状和管状结构）、智能结构功能一体化（折纸剪纸、机械超材料、双稳态结构、拓扑结构和表面微结构）和组装结构功能一体化. 其中，常规结构功能一体化实现了多种复杂形变和自主化运动功能；智能结构一体化强调了新奇和非常规的驱动能力，如折叠展开和精细微结构变化. 组装结构功能一体化聚焦模块化组装和集成化控制，满足了软体机器人的功能和应用需求. 最后，本文展望了液晶弹性体的结构功能一体化未来发展和研究挑战.