自然界中生物對環(huán)境變化的反饋行為激發(fā)了研究人員開發(fā)一系列刺激響應材料，由于光具有非侵入性和可精確控制的特點，賦予了光響應液晶彈性體（LCE）獨特的優(yōu)勢。如LCE中的螺吡喃基材料（SPBM）通過不同波長光照下發(fā)生的異構化行為，擾亂液晶分子的排列，將分子尺度的取向變化放大為形狀或顏色的宏觀轉變。LCE中分子開關的可逆異構化行為通常只能單調重復，因為異構化分子在永久交聯網絡中的運動環(huán)境是不變的。因此，在LCE中實現可調的光穩(wěn)態(tài)（PSS）是一個重大的挑戰(zhàn)。
圖1.動態(tài)編程鎖定（PPL）策略示意圖
圖3.SPBM在具有動態(tài)共價網絡的LCE中的異構化行為
圖5.基于PPL策略實現灰度圖案與時間加密圖案的示意圖與實物圖
綜上所述，該研究提出了動態(tài)編程鎖定（PPL）策略，將動態(tài)共價鍵引入光響應LCE。隨著分子開關SPBM的可逆異構化，LCE可以在深色和無色之間自由轉換。通過動態(tài)網絡重構實現的形狀編程可以減少體系內的自由體積，從而鎖定光異構化過程。這種PPL策略也可以應用于其他類似的材料系統(tǒng)，為提高智能材料刺激響應行為的可控性提供了新的視角。
作者簡介：
楊槐教授北京大學材料科學與工程學院教授，教育部特聘教授，國家杰出人才項目獲得者，英國皇家化學會會士(FRSC)，國家基金委創(chuàng)新研究群體負責人，中國新材料產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟副理事長，科技部“高端功能與智能材料”總體專家組專家。1996年-2003年先后作為日本九州大學訪問研究員、日本福岡工業(yè)、科學和技術振興財團、日本科學技術振興事業(yè)團的研究員在日本從事研究工作；2002年獲得日本九州大學博士學位。主要研究方向為固態(tài)聚合物電解質、液晶/聚合物復合材料、刺激響應液晶聚合物和智能窗口。在Nat. Commun.和Adv. Mater.等國際學術期刊上發(fā)表SCI論文330余篇；已獲80余項國家發(fā)明專利授權。作為第一完成人，獲2014年教育部技術發(fā)明獎一等獎、2016年教育部自然科學獎一等獎、2016和2021年國家技術發(fā)明二等獎。
胡威副研究員北京科技大學副研究員，博士生導師。2019年獲北京科技大學理學博士學位；后于北京大學材料科學與工程學院從事博士后研究工作；2022年2月進入北京科技大學新材料技術研究院從事工作。目前主要從事基于液晶聚合物、液晶與聚合物復合材料的功能化研究。主要研究方向為聚合物固態(tài)電解質、智能響應材料、藍相液晶材料、液晶材料及液晶與聚合物復合材料等。以第一或通訊作者在Nat. Comm.、Angew. Chem.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci等國際學術雜志上發(fā)表多篇SCI論文，申請并獲授權多項國家發(fā)明專利。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202500899
