Жидкокристаллические эластомеры (ЖКЭ) представляют собой слегка сшитые жидкокристаллические полимерные сети. Эти материалы сочетают энтропию эластичности в качестве эластомера с самоорганизацией жидкой кристаллической фазы. В жидкокристаллических эластомерах мезогены могут быть либо частью полимерной цепи (жидкокристаллические эластомеры основной цепи), либо они присоединены через алкильный спейсер (жидкокристаллические эластомеры боковой цепи). [1]
Благодаря своим свойствам срабатывания жидкокристаллические эластомеры являются привлекательными кандидатами для использования в качестве искусственных мышц мягких или микророботов . Они были предсказаны Пьером-Жилем де Женом в 1975 году и впервые синтезированы Хейно Финкельманном . [2] В температурном диапазоне жидкокристаллической фазы ориентация мезогена вынуждает полимерные цепи принимать растянутую конформацию. При нагревании образца выше температуры просветления эта ориентация теряется, и основная цепь полимера может релаксировать в (более благоприятную) конформацию случайного клубка, что может привести к макроскопической обратимой деформации. Для хорошего срабатывания необходимо иметь хорошее выравнивание директоров доменов перед перекрестным связыванием . Это может быть достигнуто за счет растяжения предварительно полимеризованного образца, [3] слоев фотоориентации, [4] магнитных или электрических полей и микрофлюидики . [5] [6]
Помимо термической деформации образца, светочувствительное срабатывание может быть получено для образцов с азобензолами, включенными в жидкокристаллическую фазу. [7] фазового перехода температура азо - жидкость кристаллического эластомера может быть уменьшена за счет транс-цис - изомеризации из azobenzenes в процессе УФ-облучения и , таким образом жидкой кристаллической фазы могут быть уничтожены изотермически . Для жидкокристаллических эластомеров с высокой концентрацией азоконцентрации можно было наблюдать светочувствительное изменение длины образца до 40%. [8] [9]
Рекомендации
- ^ Ом, Кристиан; Бремер, Мартин; Зентел, Рудольф (28 мая 2010 г.). "Жидкокристаллические эластомеры как авторы исполнительных механизмов и датчиков". Современные материалы . 22 (31): 3366–3387. DOI : 10.1002 / adma.200904059 . PMID 20512812 .
- ^ PG де Жен: CR Hebd. Сеансы акад. Наук, сер. B (1975). С. 101.
- ^ GHF Бергманн, Х. Финкельманн, В. Персек и М.Ю. Чжао: Macromol. Chem. Phys. (1994). С. 353.
- ↑ TH Ware, ZP Perry, CM Middleton, ST Iacono, TJ White: ACS Macro Letters (2015). С. 942.
- ^ C. Ohm, E. Fleischmann, I. Kraus, C. Serra, R. Zentel: Adv. функция Матер. (2010). С. 4314.
- ^ Т. Хессбергер, Л. Б. Браун, Ф. Генрих, К. Мюллер, Ф. Гиссельманн, К. Серра, Р. Зентель: J. Mater. Chem. C (2016). С. 8778.
- ^ Т. Убе, Т. Икеда: Angew. Chem. Int. Эд. Англ. (2014). С. 10290.
- ^ Л. Б. Браун, Т. Хессбергер, Р. Зентель: J. Mater. Chem. C (2016). С. 8670.
- ^ Л. Б. Браун, Т. Г. Линдер, Т. Хессбергер, Р. Зентел: Полимеры (2016). С. 435.