液晶弹性体（LCEs）结合了液晶（LC）的各向异性和弹性体的弹性特性。LCEs具有优异的热致变性，包括大且可逆的类骨骼肌形变、可调的加工性能以及高度可编程性。因此LCEs已被广泛研究并日益被认为是一类具有竞争力的智能软材料。目前大多数 LCEs 使用热或光作为外部刺激源，其中温度变化或光照会破坏液晶的有序结构，进而影响液晶高分子链的各向异性构象，最终实现材料的驱动。然而，除了热和光之外，电能是驱动器领域中最为方便且需求最高的刺激形式。在此综述中，作者讨论了各种已在文献中报道的电刺激响应液晶弹性体（eLCEs），重点介绍其化学结构、获得单畴样品的取向方法、导电材料和电极的设计、驱动机制及驱动性能。同时根据不同驱动机制，作者介绍了通过机电、电化学和电热效应驱动的eLCEs。这些内容将有助于未来电刺激响应液晶弹性体（eLCEs）的发展。

  2025年11月10日，该综述以“Electroactive liquid crystal elastomers as soft actuators”为题发表在《Advanced Functional Materials 》（Adv. Funct. Mater.2025, e18797, DOI: 10.1002/adfm.202518797）期刊上。法国巴黎文理大学巴黎高科化学学院李敏慧教授为通讯作者，博士后研究员邓亚奎为第一作者。该工作受到法国国家科研署（Agence Nationale de la Recherche. Grant Numbers: ANR-22-CE06-0023, AS-LCE）的资助与支持。

  在人工智能系统迅速普及的今天，具有卓越可逆形状记忆特性的软驱动器的研究日益受到关注。其中包括液晶弹性体（LCEs）在内的刺激响应型智能软材料已在人工肌肉、软体机器人和传感器等领域得到了广泛发展。根据分子排列方式的不同，液晶分子（LC）可分为多种相态，其中最简单的包括向列相（N）、近晶A相（SmA）和近晶C相（SmC）（图1a）。当液晶分子通过化学键相互连接形成聚合物链时，就得到了液晶聚合物（LCP）（图1b）。根据连接方式的不同，LCP可分为主链型，“腰接”侧链型和“尾接”侧链型。LCP也可根据取向状态分为单畴和多畴样品。单畴LCP表现出宏观均一的取向，而多畴LCP由局部取向的液晶微畴组成，其指向矢在整个样品中随机分布。若在单畴LCP样品中进行交联反应，就可以得到单畴LCE，其中LCP的取向被永久锁定（图1c）。在单畴LCEs中，液晶-各向同性相变过程中链构象的变化，即沿取向方向的链尺寸收缩，可以转化为整个材料的宏观形状变化（样品尺寸收缩）；这种形状变化在加热和冷却过程中是完全可逆的（图1d）。这正是许多基于LCE的智能软材料的“人工肌肉”原理。目前大多数基于LCE的材料采用热或光作为外部刺激源，其中温度变化或光照会破坏液晶的有序结构，进而影响液晶高分子链的各向异性构象，最终实现材料的驱动。然而，除了热和光之外，电能是驱动器领域中最为方便且需求最高的刺激形式。

图1.示意图：(a) 液晶（LC）分子，(b) 液晶聚合物（LCP），(c) 液晶弹性体（LCE），以及 (d) 单畴向列相液晶弹性体（nematic LCE）的热致驱动：聚合物构象在液晶-各向同性（LC-I）相变过程中发生变化，这种构象变化可转化为LCE样品的宏观形变，并且这种形变在加热和冷却过程中是完全可逆的。

  因此，作者以电刺激响应液晶弹性体作为软驱动器为题进行了综述总结。在此综述中，作者讨论了各种已在文献中报道的电刺激响应液晶弹性体（eLCEs），重点介绍其化学结构、获得单畴样品的取向方法、导电材料和电极的设计、驱动机制及驱动性能。同时电刺激响应液晶弹性体（eLCEs）可根据其驱动机制分为三类，即由机电效应、电化学效应和电热效应刺激的eLCEs（见图2）。作者详细讨论了这三类eLCEs，并结合最新的文献报道进行分析，最后给出总结性论述。在这些eLCEs中，只有电热型eLCEs涉及材料本身的热响应性膨胀与收缩，这种形变由掺入 LCEs 中的电子或离子导电介质所产生的焦耳热引起。相比之下，机电型和电化学型eLCEs则作为非热电刺激响应系统运行。此综述阐述每种系统类型所基于的基本原理，以期为未来eLCEs的发展提供理论基础与设计指导。

图2.电刺激响应液晶弹性体（eLCEs）的驱动机制：(a)机电效应，(b)电化学效应和(c)电热效应。

  原文链接： https://doi.org/10.1002/adfm.202518797

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