Elastómeros de cristales líquidos con respuesta fototérmica regulada por enlaces dinámicos de oxima-uretano y su comportamiento de gran deformación reversible

Yu-xi Zhao ,  

Xin-yi Wang ,  

Ke-ke Yang ,  

摘要

Los elastómeros de cristales líquidos (LCEs), que poseen capacidad de deformación reversible y rápida respuesta a estímulos, se han convertido en el sistema de materiales más prometedor para construir actuadores blandos de alto rendimiento. Sin embargo, el desafío importante actual es cómo controlar de manera coordinada los enlaces dinámicos y la topología de la red para lograr la reconfigurabilidad dinámica, la respuesta multiestímulo y la gran capacidad de deformación reversible de los LCEs. En este trabajo, mediante la reacción sinérgica de adición tio-Michael y adición de azol-nitrógeno-Michael, se introdujeron de manera controlada grupos dinámicos de oxima-uretano (QDO) con respuesta fototérmica intrínseca en la red LCE, construyendo con éxito una serie de elastómeros LCE-QDO que combinan la reconfigurabilidad de la red y la gran capacidad de deformación reversible. Los enlaces dinámicos de oxima-uretano en la red pueden sufrir un intercambio reversible bajo estímulos térmicos o de luz infrarroja cercana, logrando la reconstrucción topológica de la red y la orientación monodominio. Tras la programación térmica, la deformación reversible de LCE-QDO supera el 140 % y la tasa de recuperación de forma alcanza el 99,5 %. Aprovechando su alta eficiencia de conversión fototérmica, el modelo de grúa inteligente basado en la película LCE-QDO puede levantar un peso 645 veces mayor que el propio bajo estimulación con luz infrarroja cercana, con una capacidad máxima de trabajo de 125 kJ/m3. Este material combina una gran deformación reversible, respuesta fototérmica rápida, reconfiguración soldable y accionamiento con carga, demostrando un buen potencial de aplicación en campos como la robótica blanda y actuadores biomiméticos.

关键词

Elastómeros de cristales líquidos; accionamiento de gran deformación; enlaces dinámicos de oxima-uretano; programación controlada por luz

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