眾所周知，當(dāng)彈性體被拉伸并固定兩端時(shí)，其長(zhǎng)度將保持不變。無論這一過程是彈性形變還是塑性形變，當(dāng)撤去外力后，彈性體不會(huì)超過變形時(shí)達(dá)到的長(zhǎng)度（圖1）。另一方面，從彈性體到柔性驅(qū)動(dòng)器的加工過程往往需要外界刺激或能量輸入。很少有合成材料能脫離這兩個(gè)范疇。
圖1. 典型的彈性形變和塑性形變以及自伸長(zhǎng)過程
圖2. 彈性體的合成與自伸長(zhǎng)過程做功
圖3.異常相的表征
作者們?cè)谄渌鸏CE中沒有觀察到上述自伸長(zhǎng)現(xiàn)象（圖3a）。可自伸長(zhǎng)的LCE退火后的樣品呈白色樣品，只有在加熱下才表現(xiàn)出明顯的雙折射（圖3b、3d），而正常液晶在低溫下才表現(xiàn)出雙折射。伸長(zhǎng)后，其雙折射仍然比正常的單疇LCE弱得多。廣角X射線散射(WAXS)表明這種異常相可能是該LCE的穩(wěn)定基態(tài)，且其液晶疇可能非常小。通過跟蹤自伸長(zhǎng)過程，作者們推測(cè)機(jī)理如下：在新制備的樣品拉伸過程中產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力并儲(chǔ)存了能量，隨著時(shí)間的推移，在存儲(chǔ)能量釋放的驅(qū)動(dòng)下，液晶疇取向的內(nèi)部能壘被慢慢克服，同時(shí)出現(xiàn)低雙折射的異常相態(tài)；將預(yù)拉伸的狀態(tài)保持?jǐn)?shù)小時(shí)后，液晶疇的取向度增加，使得彈性體樣品的自然長(zhǎng)度增加，產(chǎn)生自伸長(zhǎng)現(xiàn)象。此外，當(dāng)LCE開始伸長(zhǎng)時(shí)，分子鏈形成的發(fā)夾結(jié)構(gòu)可以“凍結(jié)”中間狀態(tài)并固定彈性體的形狀，因此撤去外力不影響繼續(xù)伸長(zhǎng)。此時(shí)存儲(chǔ)的能量仍然存在，這是液晶疇持續(xù)取向和材料自伸長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。
圖5. 通過自伸長(zhǎng)獲得的多種柔性驅(qū)動(dòng)器
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202209853
- 西南大學(xué)甘霖/黃進(jìn)團(tuán)隊(duì) AFM: 在動(dòng)態(tài)共軛結(jié)構(gòu)調(diào)控的雙色室溫磷光自修復(fù)彈性體構(gòu)建及其光學(xué)加密防偽應(yīng)用取得新進(jìn)展 2025-06-25
- 江蘇大學(xué)徐琳教授課題組 AFM：人體體溫驅(qū)動(dòng)超拉伸液晶彈性體 2025-06-24
- 吉林大學(xué)孫俊奇教授、王曉晗助理教授團(tuán)隊(duì)：具有創(chuàng)紀(jì)錄耐損傷能力的可循環(huán)利用高性能彈性體吸能纖維 2025-06-21
- 南開大學(xué)馬儒軍教授團(tuán)隊(duì) PNAS：基于可見至紅外“熱致變色”的仿生零能耗熱管理器件 2022-09-20
- 浙大羅英武教授團(tuán)隊(duì)《Adv. Funct. Mater.》：拉伸激活的可重編程的變形復(fù)合彈性體 2022-06-16
- 清華大學(xué)楊忠強(qiáng)課題組《Adv. Mater.》：開發(fā)液晶彈性體旋轉(zhuǎn)微引擎 2021-12-31
- 坦佩雷大學(xué)郭洪爽博士 Adv. Mater.: 無需引發(fā)劑 - 鹵鍵液晶彈性體打造光驅(qū)動(dòng)柔性驅(qū)動(dòng)器 2025-05-31
