东南大学李全院士团队在可调共价键液晶网络软体机器人研究方面取得突破

发布者:徐兆飞发布时间:2021-08-19浏览次数:174

近日,东南大学智能材料研究院、化学化工学院李全院士团队在基于环状二硫化物的可逆开环联级反应的可调共价键液晶网络软体机器人研究方面取得重要进展。相关成果以“Covalent Adaptable Liquid Crystal Networks Enabled by Reversible Ring-Opening Cascades of Cyclic Disulfides”为题,在线发表在国际顶级期刊Journal of the American Chemical Society(《美国化学会志》)上,并同时被选为封面文章。评审专家认为该工作代表着液晶网络软体机器人领域的突破(“represents a breakthrough in the domain of LCN soft robots”)。

液晶致动器在人工肌肉、智能软器件、软机器人等领域具有广泛的应用前景,因此受到了极大的关注。但是传统的基于共价键交联的液晶网络都是不可重加工、不可重新调制以及无法回收的。通过引入动态共价键实现的可调共价键液晶网络的发展赋予液晶致动器自愈特性和可逆的形状可编程性,拓宽了它们在各种软机器人设备中的应用。然而,目前研究中有限的分子设计策略限制了这些材料的可回收性和材料结构的多样性。

针对这些问题,该团队首次报道了一种通过二硫环戊基团的开环聚合来制备基于聚二硫化物骨架的光响应性可调共价键液晶网络的策略。基于二硫键的复分解反应,所制得的材料具有自愈性、可重塑性和可重新编程性。此外,聚合物主链与二硫环戊官能团之间的动态平衡使得该材料的催化解聚并被回收成单体成为可能。这可以显著削弱传统的光功能器件的减材制造方法的缺点。该工作植根于分子化学结构的设计,为制造具有出色可编程性和可再生性的功能软机器人提供一种经济和环境友好的策略。

本文的第一作者是东南大学青年教师黄帅,李全院士和杨洪教授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://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c03661

https://pubs.acs.org/toc/jacsat/143/32