双染料掺杂液晶网络薄膜的多波长光驱动研究：实验与模拟创新

来自国际团队的研究人员通过实验与模拟相结合的手段，创新性地研究了将两种偶氮苯发色团（A3MA与DR1A）同步掺入热响应型液晶聚合物网络（LCN）薄膜的双染料光驱动机制。该工作解决了多波长调控下光热与光化学机械效应协同作用的难题，结果表明双染料薄膜在365 nm、395 nm和455 nm波长光照下可实现与单染料体系相当的尖端位移，且最大表面温度更低。所建立的有限元模型成功模拟了光-化学-热耦合响应，为智能光驱动材料设计提供了重要理论支撑。

　　

通过将光吸收剂整合至具有本征热响应特性的液晶聚合物（Liquid Crystal Polymers）中，研究人员成功赋予了材料光响应能力。本研究结合实验与模拟方法，深入探讨了在液晶聚合物网络（Liquid Crystal Network, LCN）薄膜中同时掺入两种偶氮苯发色团——A3MA（最大吸收波长365 nm）和DR1A（最大吸收波长483 nm）所产生的多波长驱动效应。其中一种发色团主要表现光热（photo-thermal）效应，另一种则同时具备光热与光化学机械（photo-chemo-mechanical）效应。

实验分别采用365 nm、455 nm及中间波长395 nm进行光驱动测试。结果表明，在相同摩尔分数条件下，双染料薄膜可产生与单染料薄膜相当的尖端位移，且其表面最高温度显著降低。研究团队进一步开发了综合有限元模型，用于模拟双染料LCN薄膜中光化学与光热效应的耦合响应。通过测定双染料体系中各染料的衰减深度，模型成功计算出不同激发波长下光强随厚度的分布规律以及稳态顺式（cis）质量分数。模拟结果与实验数据高度吻合，为多波长智能光驱动材料的设计与优化提供了可靠的理论框架。