可见光驱动和可适应的液晶弹性体执行器,含有动态可交换的乙烯和二硫化连接

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物化学 聚合物化学
• 软机器人软机器人 软机器人软机器人

背景情况:

• 液晶弹性体 (LCE) 是一种先进的材料,以其异构性质和刺激反应性行为而闻名.
• 动态共价键提供了创建自我愈合和可再加工材料的途径.
• 在LCE中整合多种动态化学可以带来增强的功能.

研究的目的:

• 合成一种新型的液晶弹性体 (LCE),包括二硫化物 (-S-S-) 和乙烯 (BE) 动态键.
• 为了研究开发的LCE的光热启动能力.
• 通过不同的动态交换反应 (DER) 探索材料的重编程,再加工和自我修复潜力.

主要方法:

• 通过 thiol-acrylate 合成一个反应性小聚合物 迈克尔添加.
• 通过可见光诱导的与特定的二氧化碳化合物交叉链接,将乙烯链接纳入.
• 单域LCE (MLCE_SS-BE) 属性的表征,包括光热启动和动态键行为.
• 评估水辅助治疗和紫外线光诱导的动态交换反应.

主要成果:

• 成功制备了一种液晶弹性体 (LCE_SS-BE) 具有二硫化物和 Ester 连接.
• 在蓝光照射下,证明了单域LCE_SS-BE的光热启动,达到~147°C的温度升高和42%的长度减小.
• 通过不同的DER表现出可逆重编程性:通过乙烯键和紫外线光诱导的二硫化键交换的水辅助治愈,低于阴性-同位素过渡温度.

结论:

• 开发的LCE_SS-BE材料具有显著的光诱导执行和多功能性.
• 双动态键系统允许独立控制愈合,重编程和再处理.
• 这种方法为创建具有针对各种应用量身定制特性的先进LCE提供了一个有前途的途径.