基于酰基半卡巴嗪的超分子液晶弹性体：从分子设计到熔融加工驱动器

《Advanced Functional Materials》：Acylsemicarbazide-Based Supramolecular Liquid Crystal Elastomers: from Molecular Design to Melt-Processing Actuators

超分子液晶弹性体通过氢键动态交联实现可调控热机械性能与驱动性能，储能容量达260 kJ·m-3，应变72%，可在<120℃热塑性加工，兼具自修复和可回收特性。

　　

摘要

液晶弹性体（LCEs）是一种有前景的软驱动器，但传统的共价交联体系通常具有有限的再加工性和可编程性。本文报道了一种超分子液晶弹性体（SLCEs），其在线性聚氨酯-脲骨架中引入了酰基半卡巴肼（ASC）基团作为动态氢键交联点。通过简单的两步聚合过程，通过改变硬段含量（18.3–26.9 wt.%）和ASC链延长剂的结构，系统地调节了氢键的密度和强度，从而获得了具有可调热性能、机械性能和驱动响应的SLCEs。其最大工作能力达到了260 kJ m^?3，是此前报道的氢键交联SLCEs的两倍多；将脂肪族二肼链延长剂替换为对苯二甲酸二肼后，驱动应变达到了72%，属于SLCEs中最高的数值之一。这种动态网络结构还使得在温和温度（<120 °C）下，可以通过熔融挤出和注塑成型方法实现可编程变形的驱动器的规模化制备。此外，这些材料还表现出优异的自修复能力和可回收性。这种通用的分子设计结合了高驱动性能和热塑性加工特性，为可持续、可再加工的软驱动器的发展提供了可能性。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

本研究的数据可应合理要求向通讯作者索取。