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
- 坦佩雷大学郭洪爽博士 Adv. Mater.: 无需引发剂 - 卤键液晶弹性体打造光驱动柔性驱动器 2025-05-31
- 华南师大张振 JCIS:以聚多巴胺包覆纤维素纳米晶和MXene为光热纳米增强填料的液晶弹性体基光致软致动器 2025-05-12
- 中科大冯伟 Small Struct.: 液晶的电致淬火效应对于液晶高分子致动的抑制作用 2025-05-12
- 浙江大学刘昭明研究员团队 Matter: 无机离子分子交联剂实现弹性体刚度与韧性的协同提升 2025-06-05
- 东华大学游正伟教授、孙俊芬教授 Angew:氟氢键纳米限域策略同步提升弹性体的强度、韧性和自修复性 2025-06-03
- 北京化工大学胡君教授团队 Small:兼具高拉伸与稳固界面性的一体化拉胀导电弹性体复合材料 2025-05-18
- 北卡州立尹杰团队 Adv. Sci.:受空轨启发的环状光驱动器 2025-04-30