自然界中生物對環(huán)境變化的反饋行為激發(fā)了研究人員開發(fā)一系列刺激響應(yīng)材料，由于光具有非侵入性和可精確控制的特點，賦予了光響應(yīng)液晶彈性體（LCE）獨特的優(yōu)勢。如LCE中的螺吡喃基材料（SPBM）通過不同波長光照下發(fā)生的異構(gòu)化行為，擾亂液晶分子的排列，將分子尺度的取向變化放大為形狀或顏色的宏觀轉(zhuǎn)變。LCE中分子開關(guān)的可逆異構(gòu)化行為通常只能單調(diào)重復(fù)，因為異構(gòu)化分子在永久交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的運動環(huán)境是不變的。因此，在LCE中實現(xiàn)可調(diào)的光穩(wěn)態(tài)（PSS）是一個重大的挑戰(zhàn)。
圖1.動態(tài)編程鎖定（PPL）策略示意圖
圖3.SPBM在具有動態(tài)共價網(wǎng)絡(luò)的LCE中的異構(gòu)化行為
圖5.基于PPL策略實現(xiàn)灰度圖案與時間加密圖案的示意圖與實物圖
綜上所述，該研究提出了動態(tài)編程鎖定（PPL）策略，將動態(tài)共價鍵引入光響應(yīng)LCE。隨著分子開關(guān)SPBM的可逆異構(gòu)化，LCE可以在深色和無色之間自由轉(zhuǎn)換。通過動態(tài)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)實現(xiàn)的形狀編程可以減少體系內(nèi)的自由體積，從而鎖定光異構(gòu)化過程。這種PPL策略也可以應(yīng)用于其他類似的材料系統(tǒng)，為提高智能材料刺激響應(yīng)行為的可控性提供了新的視角。
作者簡介：
楊槐教授北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，教育部特聘教授，國家杰出人才項目獲得者，英國皇家化學(xué)會會士(FRSC)，國家基金委創(chuàng)新研究群體負(fù)責(zé)人，中國新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副理事長，科技部“高端功能與智能材料”總體專家組專家。1996年-2003年先后作為日本九州大學(xué)訪問研究員、日本福岡工業(yè)、科學(xué)和技術(shù)振興財團(tuán)、日本科學(xué)技術(shù)振興事業(yè)團(tuán)的研究員在日本從事研究工作；2002年獲得日本九州大學(xué)博士學(xué)位。主要研究方向為固態(tài)聚合物電解質(zhì)、液晶/聚合物復(fù)合材料、刺激響應(yīng)液晶聚合物和智能窗口。在Nat. Commun.和Adv. Mater.等國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表SCI論文330余篇；已獲80余項國家發(fā)明專利授權(quán)。作為第一完成人，獲2014年教育部技術(shù)發(fā)明獎一等獎、2016年教育部自然科學(xué)獎一等獎、2016和2021年國家技術(shù)發(fā)明二等獎。
胡威副研究員北京科技大學(xué)副研究員，博士生導(dǎo)師。2019年獲北京科技大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位；后于北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院從事博士后研究工作；2022年2月進(jìn)入北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院從事工作。目前主要從事基于液晶聚合物、液晶與聚合物復(fù)合材料的功能化研究。主要研究方向為聚合物固態(tài)電解質(zhì)、智能響應(yīng)材料、藍(lán)相液晶材料、液晶材料及液晶與聚合物復(fù)合材料等。以第一或通訊作者在Nat. Comm.、Angew. Chem.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci等國際學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表多篇SCI論文，申請并獲授權(quán)多項國家發(fā)明專利。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202500899
