舍布鲁克大学赵越类似水凝胶驱动和可重构功

科研人员发现使用模板方法制备的多孔液晶网络(LCN)具有特殊的驱动功能。孔隙的产生使最初疏水的LCN表现得像水凝胶，能够吸收大量的水（最多是LCN样品大小的十倍）。当吸水量相对较小时（大约%的溶胀率），多孔LCN在水中表现出各向异性溶胀，同时，保留的介晶单轴排列确保与LC各向同性相变相关的热诱导形状变化.结合LCN（介晶的有序-无序转变）和水凝胶（吸水）的特征驱动机制，可以探索这种多孔LCN以实现多种刺激触发的形状转换。此外，孔隙率能够加载/去除/重新加载功能性填料，例如离子液体、光热染料和荧光团，这赋予相同的多孔LCN致动器具有可重构功能，例如离子电导率、光驱动运动和发光颜色。

图1.(a)所用液晶聚合物的化学结构。(b)通过模板法制备多孔LCN薄膜的示意图。(c)LCN-40蚀刻前后的1D-XRD衍射图和2D-XRD图案（插图）。(d)不同CaCO3含量的LCN基薄膜的孔隙率（插图是LCN-40的SEM横截面图像，红色箭头表示薄膜厚度）。（e）LCN-0和LCN-40的冷却（第一次扫描）和加热（第二次扫描）的DSC迹线。(f)LCN-0和LCN-40胶片的照片。

图2.(a)在室温下浸入水中的无孔和多孔LCN薄膜的溶胀率与时间的关系。(b)浸入水中不同溶胀时间的LCN-40薄膜的XRD衍射图。(c)LCN-40薄膜在不同时间后在水中溶胀的二维XRD图案、方位角衍射图谱（2q=17.6o-20.9的向列顺序）、顺序参数和照片。(d)LCN-40带的长度、宽度、厚度和纵横比（长度/宽度）随浸渍时间的变化。

图3.(a)示意图和照片显示了“渔网”的不对称吸水诱导转变，该“渔网”由底部和顶部具有不同交联密度的八个整体式多孔LCN-40致动器条带组装而成（条带尺寸：20毫米）x2mmxμm）。(b)示意图和照片显示了由无孔LCN作为顶层和多孔LCN-40作为底层制成的双层致动器的两步吸水和有序-无序相变诱导的形状转变。

图4.(a)左图：干燥LCN-40-IL在室温和70oC三个连续加热/冷却循环下的相对电阻。(b)左图：洗涤后IL(BMMBF4)、LCN-40-IL和LCN-40-IL的红外光谱。右图：重新填充光热染料(VisA)后重置LCN-40的吸收光谱。(c)左：照片显示双层致动器的可见光开/关引起的弯曲/伸直）。右图：显示双层致动器（LCN-40侧向下）在可见光开/关循环下通过拱起和展平的运动的照片。(d)左图：重新填充四苯基乙烯(TPE)后重置LCN-40的荧光发射光谱。

相关论文以题为PorousLiquidCrystallineNetworkswithHydrogel-LikeActuationandReconfigurableFunction发表在《AngewandteChemieInternationalEdition》上。通讯作者是加拿大舍布鲁克大学赵越教授。

参考文献：

doi.org/10.2/anie.

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