Système de matériaux intelligents adaptatifs à réponse lumineuse : polymères à reconstruction topologique photocontrôlée

Tian-tian Yang ,  

Hua-ping Xu ,  

摘要

Les matériaux intelligents adaptatifs, en tant que composante importante des systèmes modernes de matériaux avancés, sont largement utilisés dans des domaines de pointe tels que la fabrication, la photonique et les applications bio-nanotechnologiques. Comparés à d'autres stimuli (comme la température, le pH, etc.), les signaux lumineux présentent des avantages de propreté, de renouvelabilité et une haute résolution spatio-temporelle. Par conséquent, la recherche fondamentale et les applications technologiques des matériaux intelligents adaptatifs à réponse lumineuse ont connu un fort développement ces dernières années. La structure topologique des polymères, en tant que facteur déterminant des propriétés des matériaux, influence directement le niveau d’intelligence des matériaux grâce à leur capacité de reconstruction dynamique. Ainsi, la reconstruction topologique induite par la lumière est devenue une stratégie clé pour construire des matériaux intelligents adaptatifs sensibles à la lumière. Cette revue passe d'abord en revue les mécanismes des réactions chimiques/physiques induites par la lumière des groupes photosensibles couramment utilisés dans les matériaux photosensibles, puis se concentre sur les processus de réponse multi-niveaux aux transformations topologiques controlées par la lumière : à travers des études de cas typiques, elle illustre l’isomérisation, la dissociation/recombinaison des groupes photosensibles au niveau des segments de polymère (comme la régulation de la densité de réticulation), du réseau (comme la reconstruction topologique 3D), de la connectivité du réseau (comme la rupture/dégradation de chaînes) et du contrôle et design fonctionnels en ingénierie d’interface. Enfin, cette revue analyse les problèmes actuels tels que la lenteur de la réponse, l’efficacité faible, la phototoxicité et la biotoxicité difficilement éliminables, et envisage les perspectives d’application dans les revêtements adaptatifs, les robots mous programmables, etc.

关键词

matériaux photosensibles; matériaux intelligents adaptatifs; reconstruction topologique

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