硬化液晶弹性体具有液晶含有物
Sahad Vasanji1, Matthew Gene Scarfo1, Arwa Alyami2
1Department of Chemical Engineering, Institute for Polymer Research, Center for Bioengineering and Biotechnology, Waterloo Institute for Nanotechnology, Waterloo, ON, N2L 3G1, Canada.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|June 9, 2025
概括
将低分子量液晶 (LMWLC) 添加到液晶弹性体 (LCE) 中,可以显著提高硬度和性. 这种方法可以提高机械性能,而不损害分子秩序或热应变,使LCE更适合软机器人.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 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) 提供大,可编程的形状变化,非常适合软机器人.
- 现有的增强LCE刚性的方法往往会损害分子秩序和热应变.
- 需要在不牺牲关键性能特征的情况下改进LCE的机械性能.
研究的目的:
- 为了提高LCE的刚性和性.
- 研究低分子量液晶 (LMWLC) 对LCE机械性能的影响.
- 保持分子秩序和热应变,同时提高刚性.
主要方法:
- 将LMWLC纳入LCE,以创建LC-LCE.
- 热力学分析用于评估机械性能和相位过渡.
- 进行X射线分析以确认结构变化和分子秩序.
主要成果:
- 在达到柔软弹性高原之前,LC-LCEs表现出增强的线性弹性.
- 在多域LC-LCE中观察到一个额外的 mesophase,演变为短距离的 smectic 顺序.
- 单主体LC-LCEs显示了6.5到9.0倍的硬度增强,改善了分子秩序和热应变.
- 在显著的负载下,LC-LCE的工作密度翻了一番,活跃热冲击率高达25%.
结论:
- 包括LMWLC是一个简单而有效的策略,可以显著改善LCE的机械性能.
- 增强的特性源于LMWLC相位分离和应变增强的微分序的相互作用.
- 这种方法为开发用于软机器人和其他应用的先进LCE材料提供了强大的方法.
