日前，清華大學(xué)化學(xué)系與英國劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室合作在國際著名期刊《自然材料》上在線發(fā)表了題為《通過可交換共價(jià)鍵實(shí)現(xiàn)可塑的液晶彈性體驅(qū)動器》的研究論文，報(bào)道了利用可逆酯交換反應(yīng)成功制備可塑形、可重復(fù)加工的液晶彈性體材料。
該研究提出利用可逆酯交換交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)替代永久交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的思路，先制備具有優(yōu)異形狀記憶性和可加工性的多疇液晶彈性體材料。在此基礎(chǔ)上，只需用簡單模具在高溫下對材料進(jìn)行拉伸使液晶基元取向，冷卻到常溫即可得到單疇(指液晶分子鏈中很窄的或單一取向的區(qū)域)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(xué)性能優(yōu)異，而且可塑造出不同的形狀結(jié)構(gòu)。而在過去，除了平面的薄膜樣品，液晶彈性體很難具有其他形狀。這種制備單疇液晶彈性體的簡易方法是液晶彈性體實(shí)際應(yīng)用的重大突破，為液晶彈性體作為驅(qū)動器和感應(yīng)器的實(shí)際應(yīng)用開辟了道路。
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(yīng)器在人工肌肉、柔性機(jī)器人、盲人顯示器等諸多領(lǐng)域擁有十分廣闊的應(yīng)用前景。為了使液晶彈性體發(fā)生實(shí)際意義的形狀改變，必須將液晶高分子鏈做單疇取向。然而，傳統(tǒng)的兩步交聯(lián)法、外場和界面條件交聯(lián)法等制備單疇液晶彈性體的工藝，或工藝復(fù)雜并成功率低，或僅適用于微米級樣品，液晶彈性體材料在現(xiàn)實(shí)生活中難以應(yīng)用。
