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通过分子方法实现聚合物光响应驱动器的相反自折叠行为
摘要： 通过二维到三维的形变方法获得三维聚合物物体，对于将聚合物与不同材料（从电子器件中的金属到生物研究中的细胞）进行集成极具吸引力。这种功能性重塑可通过分子网络中设计的应变模式驱动自折叠来实现。在聚合物材料中，液晶网络（LCNs）具有各向异性的分子结构，可利用其定制内部应变，从而在制备成平面薄膜时自然形成非平面几何形状。本文分析了单体不同分子参数对聚合物薄膜自发形状及其在不同刺激（如加热或光照）下变形的影响。改变交联剂的烷基链是提高最终驱动器温度敏感性的简单而高效的方法，而修饰芳香核上的酯取向则有趣地影响着弯曲方向。通过结合这些效应，我们证明了由不同单体混合物制成的LCN条带在光激活下会产生复杂的非对称变形，从而为光子学和机器人技术开辟了新的应用领域。
关键词： 光子执行器、液晶网络、曲率设计、光响应聚合物、形状变化材料
更新于2025-11-21 11:24:58
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液晶诱导的成肌细胞排列
摘要： 控制细胞排列的能力不仅是体外组织培养的基本要求，也是制造具有人体器官功能特性的生物混合材料的关键。然而，标准商用培养基质无法选择性调控细胞组织的形态结构，为此研究者开发了图案化基底或刺激响应基底等技术来诱导细胞定向排列。本研究提出利用液晶网络实现体外肌肉组织形态发生的新方法：采用具有平面均匀排列的平滑聚合物薄膜时，肌原细胞培养物呈现出一定程度的定向排列，且细胞排列优势方向与向列相指向矢一致。这种效应源于聚合物内部的分子排布——使用垂面排列或各向同性样品时均未观察到细胞定向现象。该发现首次证实了向列相聚合物支架可通过相互作用诱导细胞排列，为液晶聚合物作为活性物质调控组织生长开辟了新应用前景。
关键词： 液晶排列、液晶网络、细胞排列、生物材料、肌肉组织工程
更新于2025-11-21 11:01:37
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光驱动液晶网络与具有自由度可控分子马达的软体执行器
摘要： 光机械软体驱动器的设计与制备因其对制造无束缚智能软体机器人和先进功能器件的潜在价值而备受科学界关注。研究团队精心设计并合成了三功能与单功能可聚合分子马达，通过将具有不同自由度的拥挤烯烃基分子马达交联至各向异性液晶网络（LCN）中，制备出新型光驱动液晶网络材料。当分子马达仅上部与网络连接时，其光异构化与热螺旋反转过程具有可逆性，赋予液晶网络薄膜卓越的光响应性能；然而当聚合物链同时交联分子马达上下两端后，光驱动分子马达的光化学几何变化将失效。有趣的是，研究发现被固定的分子马达能将光能转化为局部热量而非产生光异构化?；诠馇肿勇泶锏囊壕缛硖迩骺赡Ｄ庾ト∈止δ?，成功实现了连续抓取、移动、抬升及释放物体的动作。该研究为下一代光响应先进功能材料的制备提供了新思路，有望推动其在光子学、光电子学、软体机器人等领域的广泛应用。
关键词： 液晶网络、软体机器人、光驱动系统、分子马达
更新于2025-09-19 17:13:59