液晶弹性体(LCE)在刺激下具有大的可逆变形,是人造肌肉的理想材料。目前,多刺激反应性LCE实际上独立地对每个刺激做出反应,而不是同时对几个刺激做出反应。从同时刺激中获得增强的效果仍然是一个挑战,这需要一种新的刺激反应机制。
近日,清华大学杨忠强等人开发了一种新的、简单的溶剂蒸发辅助模板法来制备具有轴向排列的LCE中空纤维(LCEHF)。
LCEHF利用热致相变和机械力致取向转变的增强效应,在热和压力下都能产生≈50%的大收缩率,高于热刺激的42%或气动刺激的27%。它还可以将LCEHF的响应和恢复速度分别提高到气动致动的300和3700倍。
此外,增强的效果将致动温度降低到远低于相变温度,从而在致动期间赋予LCEHF高的机械性能。此外,双热-气动响应LCEHF可以模拟人的二头肌,并可逆地引起假臂的大而快速的弯曲。这种新的驱动方法为提高LCE驱动性能提供了新的思路,拓宽了其应用场景。
参考文献:
J. Ma, Y. Wang, J. Sun, Z. Yang, Liquid Crystal Elastomer Hollow Fibers as Artificial Muscles with Large and Rapid Actuation Enabled by Thermal-Pneumatic Enhanced Effect. Adv. Funct. Mater. 2024, 2402403.
https://doi.org/10.1002/adfm.202402403