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  交聯(lián)液晶聚合物（CLCP）除了保留原有非交聯(lián)液晶高分子的性能，還可具有優(yōu)秀的軟彈性、鐵電性、壓電性、光學(xué)非線性、形狀記憶特性等特點(diǎn)，在外界環(huán)境（光、熱等）刺激下可沿著取向方向可逆伸縮變形，可潛在用于人工肌肉，傳感器，執(zhí)行器，柔性機(jī)器人等領(lǐng)域。目前，提高CLCP的加工性、賦予其復(fù)雜形變能力以及豐富、可控的形狀轉(zhuǎn)變成為了研究者的關(guān)注重點(diǎn)。

  機(jī)械拉伸誘導(dǎo)液晶高分子取向是一種常規(guī)、簡(jiǎn)單的制備單疇交聯(lián)液晶聚合物的方法。然而，在單軸拉伸下，液晶基元規(guī)整取向，其液晶相轉(zhuǎn)變（LC-isotropic）溫度較窄（~10K）；在相轉(zhuǎn)變過程中只能得到簡(jiǎn)單的可逆伸縮或彎曲形變。想要實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜可逆形變往往需要通過偏振光誘導(dǎo)取向或液晶盒技術(shù)調(diào)控液晶基元取向分布。常州大學(xué)楊榮博士和加拿大舍布魯克大學(xué)趙越教授合作開發(fā)了一種在單軸取向的液晶聚合物膜上進(jìn)行空間圖案化交聯(lián)，制備具有多種復(fù)雜3D可逆形變化的液晶執(zhí)行器的新策略。（Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56 (45), 14202-14206.）

  最近，他們?cè)谘芯窟^程中發(fā)現(xiàn)通過機(jī)械拉伸取向調(diào)節(jié)應(yīng)變大小還可拓寬單疇交聯(lián)液晶聚合物的相轉(zhuǎn)變溫度，并將這個(gè)新發(fā)現(xiàn)命名為：機(jī)械拉伸抑制液晶近晶相——誘導(dǎo)更寬的相列相-各向同性相轉(zhuǎn)變溫度，實(shí)現(xiàn)液晶執(zhí)行器的多重可逆溫度記憶響應(yīng)。

  近晶相的液晶聚合物在應(yīng)力拉伸下，其分子鏈由規(guī)整折疊的層狀近晶相逐步向相列相（層狀結(jié)構(gòu)消失）轉(zhuǎn)變。同時(shí)，側(cè)基苯環(huán)垂直于取向方向排列，破壞了液晶聚合物的有序性，從而賦予其更低的相轉(zhuǎn)變溫度。取向后的液晶聚合物先交聯(lián)，然后在各向同性態(tài)下應(yīng)力松弛得到交聯(lián)液晶執(zhí)行器。此時(shí)，部分伸展的液晶分子鏈在交聯(lián)作用下構(gòu)象得以固定，具有較低響應(yīng)溫度；另一部分的伸展的液晶分子鏈在應(yīng)力松弛后重新折疊，保持層狀折疊構(gòu)象，具有較高的響應(yīng)溫度。經(jīng)過500%的應(yīng)變拉伸，交聯(lián)液晶高分子的相轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間可拓寬至35K。為此，通過調(diào)控環(huán)境溫度可將液晶執(zhí)行器的一個(gè)完整動(dòng)作（如螺旋手性翻轉(zhuǎn)）分割成若干個(gè)“慢動(dòng)作”，每個(gè)“慢動(dòng)作”對(duì)應(yīng)某一確定的溫度，實(shí)現(xiàn)了液晶執(zhí)行器的多重溫度記憶效應(yīng)。

  研究成果近期發(fā)表于ACS Macro Letters（Multitemperature Memory Actuation of a Liquid Crystal Polymer Network over a Broad Nematic–Isotropic Phase Transition Induced by Large Strain, DOI: 10.1021/acsmacrolett.8b00089）。第一作者為常州大學(xué)楊榮博士，通訊作者為加拿大舍布魯克大學(xué)趙越教授。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.8b00089