近日，东南大学智能材料研究院、化学化工学院李全团队在液晶仿生材料方面取得重要进展。相关成果以“Bioinspired Synergistic Photochromic Luminescence and Programmable Liquid Crystal Actuators”为题，在线发表在化学领域国际顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.（《德国应用化学》）上。此外，该论文被选为VIP（Very Important Paper），仅不到5%的论文能够获得如此积极的评价。编辑和评审专家认为该工作是智能致动器领域里“an exciting achievement and a very significant progress”。
随着自然界的不断演化，许多生物体为了生存进化出了独特的环境适应行为。这些生物行为为科研人员开发智能环境适应性材料和仿生器件提供了灵感。例如，科研人员模拟某些水生动植物（如维多利亚多管发光水母）通过改变外观颜色和形状来进行伪装或交流的行为，制备了在水介质中具有变色荧光并能够同时改变形状的智能水凝胶。但是，这些材料仍然存在局限性：依赖可调节的水环境、变形速率相对较慢、变形简单并且难以原位控制。
针对这些问题，该团队利用将光致形变的液晶弹性体与光致荧光变色的体系共价结合的策略，实现了不依赖特殊介质的对环境变化可智能协同自调节的软体驱动器的制备。该器件的三维形变与变色荧光的协同可编制特性对于赋予软机器人更多的仿生功能非常重要。研究者们精心设计了具有环境适应能力的软机器人，使其能够在特殊条件下执行复杂的任务。并通过液晶分子的取向设计，模拟了褶皱颈蜥蜴折叠其褶边并同时变色的生物行为。
事实证明，这种由自然现象启发的材料在设计和制备智能环境自适应型器件方面显示出巨大的潜力，有望应用于包括仿生软机器人、伪装设备以及超材料等在内的多个领域。
本文的第一作者是东南大学博士生黄银亮，李全院士、杨洪教授和青年教师黄帅为该工作的共同通讯作者。东南大学为第一通讯单位。该工作得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金项目的资助。
论文连接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202101881
