清華化學系在《天然材料》發(fā)文提出制備易加工的液晶彈性體智能材料的新辦法

　　該研究提出應用可逆酯交流交聯(lián)網(wǎng)絡替換永恒交聯(lián)網(wǎng)絡的思路,清華大學周邊交通，先制備具備優(yōu)異形狀記憶性和可加工性的多疇液晶彈性體材料。再在此基本上，只要用簡單模具在高溫下對資料進行拉伸使液晶基元取向，冷卻到常溫即可得到單疇的液晶彈性體。所制備的單疇液晶彈性體不僅液晶取向度高，力學機能優(yōu)良，而且可塑造出不同的形狀構造。而在從前，除了平面的薄膜樣品，液晶彈性體很難存在其它的外形。

圖示單疇液晶彈性體的不同形狀結構及性能：(a) 隨溫度不同材料自發(fā)伸縮；(b) 隨溫度不同材料曲折與舒展；

　　該研討中制備單疇液晶彈性體的簡易方式是液晶彈性體實際運用的重大沖破，為液晶彈性體作為驅動器跟感應器的實際利用開拓了途徑。例如圖中所示的圓突起，經(jīng)由摻雜碳納米管等物資后可實現(xiàn)光照可逆驅動，為基于液晶彈性體觸覺顯示器的制備供給可能。

(c) 簡略熱塑得到的中空柱；(d)熱塑得到的圓崛起隨溫度可逆起伏。

　　本研究得到國度天然迷信基金和國家973項目標贊助。

　　液晶彈性體材料在熱、光、電、磁等外界刺激下可發(fā)生形狀的自發(fā)改變，作為致動器及感應器在人工肌肉、柔性機器人、盲人顯示器等諸多范疇的應用遠景非常遼闊。這種形狀的改變是基于高分子內(nèi)部的液晶有序性，通過光、熱、磁等方法轉變這種有序性將發(fā)生可逆的宏觀形狀變更。為了使液晶彈性體產(chǎn)生實際意思的形狀改變，必需將液晶高分子鏈作單疇取向（單疇是指液晶分子鏈中很窄的或單一取向的區(qū)域）。傳統(tǒng)的兩步交聯(lián)法、外場和界面前提交聯(lián)法等制備單疇液晶彈性體的工藝，或工藝龐雜并成功率低，或僅實用于微米級樣品。正因如斯，久長以來，這種液晶彈性體材料在事實生涯中難以應用。

　　供稿：化學系 編纂：范 麗

清華消息網(wǎng)12月10日電 12月1日，清華大學化學系與英國劍橋大學卡文迪許試驗室配合在國際有名期刊《做作材料》（Nature materials）上在線發(fā)表了題為《通過可交換共價鍵實現(xiàn)可塑的液晶彈性體驅動器》（Mouldable liquid-crystalline elastomer actuators with exchangeable covalent bonds）的研究論文，報道了利用可逆酯交換反映勝利制備可塑形的、可反復加工的液晶彈性體材料。清華大學化學系2012級博士生裴志強和2012級碩士生楊洋為文章的獨特第一作者。

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