近日,機(jī)械工程學(xué)院徐琳教授、丁建寧教授課題組與北京理工大學(xué)陶然副教授、美國(guó)科羅拉多大學(xué)Franck教授通過跨學(xué)科合作,針對(duì)當(dāng)前液晶彈性體的熱致形變受限于驅(qū)動(dòng)溫度閾值過高的難題(普遍超過80℃),成功開發(fā)出具有突破性性能的新型人體體溫驅(qū)動(dòng)超拉伸液晶彈性體。研究以Body temperature actuated liquid crystal elastomers from hyper tensile preprogramming為題發(fā)表在國(guó)際著名期刊Advanced Functional Materials上。徐琳、北京理工大學(xué)陶然和科羅拉多大學(xué)弗蘭克為論文共同通訊作者,研究生朱陳和塞繆爾為論文共同一作,江蘇大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院為該論文的第一單位。
該研究創(chuàng)新性地提出了螺旋編程取向制備技術(shù),通過兩階段巰基-丙烯酸酯邁克爾加成與光聚合反應(yīng),研制了預(yù)編程應(yīng)變高達(dá)2500%的超拉伸液晶彈性體,超越了傳統(tǒng)液晶彈性體的應(yīng)變極限。特別值得關(guān)注的是,在此基礎(chǔ)上制備的超拉伸液晶彈性體LCE-25驅(qū)動(dòng)器展現(xiàn)出優(yōu)異的低溫驅(qū)動(dòng)特性,極大降低了液晶彈性體驅(qū)動(dòng)器所需的響應(yīng)溫度,可實(shí)現(xiàn)25-33℃驅(qū)動(dòng)溫度下16.75°/s的熱形變。
該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(52275290)、國(guó)家自然科學(xué)基金“共融機(jī)器人基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究”重大研究計(jì)劃集成項(xiàng)目(92248301)、機(jī)械系統(tǒng)與振動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研項(xiàng)目(MSV202419)、工程仿生教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(KF2023006)等項(xiàng)目的支持。(機(jī)械工程學(xué)院)