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
- 杭州师范大学刘俊秋/吴柏衡团队 Nat. Commun.:可编程驱动的Janus液晶弹性体纤维 2026-02-04
- 同济大学刘国锋课题组 AFM 综述:胆甾相液晶组装体系中圆偏振发光的动态调控 2026-02-02
- 北京化工大学郭金宝教授团队 AFM:基于双动态共价网络的可回收液晶弹性体 - 用于多形态可持续应用 2026-01-12
- 天津大学潘莉团队《Macromolecules》:中等立构/区域选择性催化剂设计高性能聚丙烯基弹性体 - 助力iPP增韧与HDPE/iPP共混物高效增容 2026-02-10
- 四川大学吴锦荣/兀琪团队《Macromolecules》:基于联硼结构(B-B)的动态联硼酯键构筑高抗冲击和室温自修复弹性体 2026-02-02
- 浙江大学王文俊教授团队 Macromolecules:乙烯串级聚合制备长支链POE 2026-01-22
- 中国科大陈昶乐/邹陈团队 Angew:多重刺激响应聚烯烃基驱动器 2026-01-16