谢涛课题组

  介电弹性体（DE）是一类能在电场下发生可逆驱动的人工肌肉，具有大应变和快响应的优点。然而，常见的DE仅具有单一驱动模式，且在制备后无法同生物肌肉一样根据外部条件变化改变驱动模式。为解决该问题，浙江大学谢涛教授课题组开发了一类在温度变化下可自主切换驱动模式的液晶介电弹性体（LC-DE）。LC-DE通过液晶单体RM82、聚己内酯二丙烯酸酯（PCLDA）与硫醇的点击反应进行制备。基于各向异性溶剂挥发法可以取向网络中的液晶基元，从而使LC-DE在温度变化时能够实现可逆的形状切换。如图1b所示，将样品折叠三次并进行溶剂挥发取向，可以制备得到一个在室温下为“W”形状的样条。当环境温度在液晶相转变温度（T_NI）上下变化时，它可以在“W”结构（T < T_NI）和平面结构（T > T_NI）之间进行切换。由于这两种结构具有不同的弯曲刚度（几何效应），在外加电场的作用下，LC-DE就会呈现两种不同的介电驱动模式 （即冷却状态下的弯曲和加热状态下的摇摆）。因此，通过编程LC-DE在温度作用下的可逆形状变化就可以实现其在电场下的多模态驱动模式。

  该工作将液晶弹性体的形状变化与介电弹性体的驱动机理有机结合，利用形状的改变实现介电驱动模式的调控，为制备软体机器人提供了新思路。该工作发表于Advanced Materials,论文第一作者为浙江大学张铖宬博士研究生，通讯作者为浙江大学金斌杰博士，受到了浙江大学赵骞教授和谢涛教授的指导与帮助。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202313078