北大杨槐教授团队AFM分子马达驱动液

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液晶高分子材料联合了液晶的各向异性和高分子材料的粘弹性。当前关于光相应液晶高分子材料的协商正在普遍开展。不同于在双稳态之间实行切换的光致形变，经过精巧的计算，可以实行液晶高分子材料在光照下的延续振荡动做。但是，在当前的协商中，实行液晶高分子材料的延续振荡紧要依赖自掩饰效应等物理历程。通太过子的动态光致异构实行材料的延续动态形变依然没有实行。螺烯类分子马达是一种可以紫外光下产生定向回旋的光相应分子。在该课题前期的劳动中发掘，特定组织的分子马达的光致异构可以被围拢物网络束缚。具备单官能团的分子马达可以在紫外光晖映下产生光致异构，而具备多官能团，做为交联点存在的分子马达不能产生光致异构。在本项劳动中，做家计算并合成了具备柔性连的新式可围拢分子马达。这类新式分子马达在交联后仍能产生光致顺反异构。分子马达的动态构型改革可以大幅度调控液晶高分子基体的力学模量，同时不改革高分子基体中液晶基元的有序性。这类紫外光操纵的液晶高分子力学模量的动态改革可以启动液晶高分子材料的宏观振荡动做。新式光相应分子马达的组织如图1所示，分子马达的稳态和光稳态可以经过核磁氢谱剖析实行表征。对分子马达在围拢前和围拢后的吸光度和拉曼光谱实行表征发掘，分子马达在交联后依然能产生光致异构。图1a分子马达光相应示妄念，b稳态和光稳态的分子马达核磁特性峰，c-f分子马达在围拢前和围拢后的摄取光谱和拉曼光谱液晶高分子基体所用的液晶单体分子如图2所示。经过不同强度的紫外光晖映可以调控液晶高分子基体的杨氏模量，液晶高分子材料取向方位和笔直取向方位的杨氏模量均随紫外光强度的抬高而降落。同时，由于紫外光晖映地区温度较高，分子马达的答复变快，在紫外光晖映地区可以产灵巧态的光致顺反异构。图2a液晶单体组织，b-c液晶高分子在紫外光晖映下沿不同方位的拉伸弧线，d-f液晶高分子在紫外光晖映下沿不同方位的积存模量改革在上述协商底子上，将分子马达搀杂在一面平行取向另一面笔直取向的液晶高分子中。在不同强度的紫外光晖映下，液晶高分子可以产生不同幅度的振荡动做，如图3所示。同时，分子马达的搀杂浓度也能灵验调控液晶高分子的振荡动做。为了进一步指导分子马达液晶高分子材料的光致振荡机理，对液晶高分子薄膜两头的温度改革实行了表征。效果声明，薄膜结尾1场所温度险些稳定在42.5°C，而薄膜前端2场所的温度在34.1–37.0°C之间改革，这两个温度均低于液晶高分子的玻璃化变动温度，阐述液晶高分子的振荡动做不是由于光热效应形成，进一步阐述液晶高分子材料的形变的紧要起因在于分子马达的动态异构。这项劳动指导了分子马达液晶高分子材料的新机理，希望在新式光相应液晶高分子材料的研发和制备等方面供应启迪。图3a液晶高分子内液晶基元取向示妄念，b-d不同紫外光强度下液晶高分子的振荡动做，e-g不同分子马达搀杂的液晶高分子的紫外光相应特性图4分子马达搀杂浓度为7wt%时，在mWcm-2紫外光和mWcm-2紫外光晖映下的两头温度改革这一效果近期发布在AdvancedFunctionalMaterials上，北京大学工学院孙健和胡威为论文的配合第一做家，北京大学杨槐熏陶和兰若尘博士为此劳动的配合通信做家。原文链接：

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