清華大學吉巖副教授、梁歡博士 Nat. Commun.:自生長液晶彈性體的復原策略
2024-08-29 來源:高分子科技
受植物生長的啟發(fā),軟體生長機器人在智能設備領域中變得越來越重要,因為它們可以延展自身以在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中導航和探索。它們的人工生長通;跉鈩域(qū)動的翻轉(zhuǎn)外表面、加壓延長管、鎖鏈塊以及增材制造技術。盡管在組裝和制造方面已有這些創(chuàng)新,但開發(fā)能夠自發(fā)和獨立生長(即自發(fā)生長)的高性能材料也同樣重要。迄今為止,只有一種聚合物能夠在室溫下無需外界刺激或能量輸入自行生長到超過其原始尺寸的長度。這一突破為無纜自主軟體機器人領域的發(fā)展提供了一種新的設計思路。然而,只有新鮮制備的處于初始狀態(tài)的樣品才能自發(fā)生長,非新鮮樣品則無法實現(xiàn)。每次使用都必須從單體合成是制約此材料實際應用的瓶頸難題。
圖1 復原過程及機理示意圖。非新鮮LCEs和退火后的LCEs可以被復原并反復進行自我生長。
圖2 自我生長LCE的合成、復原和再生長。a 自我生長LCE的組成及用于復原的催化劑。b nTBD、A-LCE和退火后R-LCE的FTIR光譜。c A-LCE和G-LCE的復原過程。比例尺:5 mm。
圖3 R-LCE的再生長與表征
圖4 影響復原、再生長和軟體執(zhí)行器的潛在因素
圖5 復原過程中的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)重排。
圖6 驅(qū)動模式重新編程的演示
圖7 局部復原和可控生長模式的展示
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-024-51544-x
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(責任編輯:xu)
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