液晶彈性體（LCE）在刺激下具有大的可逆變形，是人造肌肉的理想材料。目前，多刺激反應(yīng)性LCE實(shí)際上獨(dú)立地對每個(gè)刺激做出反應(yīng)，而不是同時(shí)對幾個(gè)刺激做出反應(yīng)。從同時(shí)刺激中獲得增強(qiáng)的效果仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，這需要一種新的刺激反應(yīng)機(jī)制。
近日，清華大學(xué)楊忠強(qiáng)等人開發(fā)了一種新的、簡單的溶劑蒸發(fā)輔助模板法來制備具有軸向排列的LCE中空纖維（LCEHF）。
LCEHF利用熱致相變和機(jī)械力致取向轉(zhuǎn)變的增強(qiáng)效應(yīng)，在熱和壓力下都能產(chǎn)生≈50%的大收縮率，高于熱刺激的42%或氣動(dòng)刺激的27%。它還可以將LCEHF的響應(yīng)和恢復(fù)速度分別提高到氣動(dòng)致動(dòng)的300和3700倍。
此外，增強(qiáng)的效果將致動(dòng)溫度降低到遠(yuǎn)低于相變溫度，從而在致動(dòng)期間賦予LCEHF高的機(jī)械性能。此外，雙熱-氣動(dòng)響應(yīng)LCEHF可以模擬人的二頭肌，并可逆地引起假臂的大而快速的彎曲。這種新的驅(qū)動(dòng)方法為提高LCE驅(qū)動(dòng)性能提供了新的思路，拓寬了其應(yīng)用場景。
參考文獻(xiàn)：
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
