Angew：熔融可加工超分子软致动器的一锅法合成

Nanoyu

2021-11-27

可再加工和可再编程软致动器的应用受到合成策略、三维（3D）成形能力和小变形的严重限制。

近日，荷兰埃因霍芬理工大学Albertus P. H. J. Schenning，Dirk J. Mulder报道了成功地开发了基于嵌段硫化聚氨酯（PTU）的新一代可熔融可加工超分子交联液晶弹性体（LCEs），并展示了一种通过成型和拉伸获得致动器的加工方法。

文章要点

1）定义明确的硫尿烷（TU）结构域的形成通过氢键在材料中提供了超分子交联，在驱动过程中提供了所需的机械稳定性，而氢键的可逆性允许熔融可加工材料具有可编程的分子排列。该方法符合使用聚合物熔体的热塑性聚合物的典型加工方法，并且可以通过在加热时实现网络的加工性来对准PTU。

2）得益于分段结构，热塑性LCE在其熔化温度（T_i<T_m）以下具有响应性，从而实现了最佳的驱动性能。当加热时，PTU致动器经历可逆收缩，能够提升负载。实现了高达32%的可逆收缩，其变形依赖于LC段的长度。此外，研究人员已经证明了PTU薄膜的再加工，并且通过重新编程和焊接实现了致动器重新配置成在施加外部刺激时呈现不同形状变化的另一任意3D几何形状。

3）这些超分子交联LCEs为可编程和可回收的刺激响应材料提供了一种创新方法，应用范围从智能表面到软机器人设备。此外，通过目前可用的反应性液相色谱化学工具箱和通常用于热塑性弹性体的构件，这些软致动器的性能可以很容易地进一步调整和扩展。

参考文献

Sean J. D. Lugger, et al, One-pot Synthesis of Melt-Processable Supramolecular Soft Actuators, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202115166

https://doi.org/10.1002/anie.202115166