近日，天津大學(xué)材料學(xué)院封偉教授、王玲教授團(tuán)隊，受編輯部邀請在國際期刊《Chemistry - A European Journal》上發(fā)表題為“Functional Liquid Crystal Elastomers Based on Dynamic Covalent Chemistry”的重要綜述文章，系統(tǒng)總結(jié)了基于動態(tài)共價鍵的智能液晶彈性體最新研究進(jìn)展及其在自修復(fù)材料、形狀可編程材料、可回收和重復(fù)利用材料等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。
自然界中，許多生物在身體遭受外部侵害時能夠啟動特定的自修復(fù)機(jī)制，避免身體功能的喪失，典型的例子就是皮膚受傷時的自愈合功能。從材料角度來說，自修復(fù)是指某些受損傷的材料在一定條件下能夠恢復(fù)其原有結(jié)構(gòu)和功能的能力，近年來，發(fā)展自修復(fù)智能材料成為世界各國科學(xué)家的研究焦點(diǎn)。動態(tài)共價鍵是一類能在外界條件（如熱、pH值、光和催化劑等）觸發(fā)下發(fā)生可逆“斷裂”與“重組”的共價鍵。利用動態(tài)共價鍵的“斷裂”與“重組”特性，交聯(lián)高分子網(wǎng)絡(luò)可以通過分子水平上的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)演變實(shí)現(xiàn)高分子材料的自修復(fù)和再加工。當(dāng)我們將動態(tài)共價鍵引入到功能液晶彈性體中時，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)液晶彈性體共價交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在外部刺激下的可逆“斷裂”與“重組”，不僅可以賦予液晶彈性體自修復(fù)和重復(fù)利用功能，還可以實(shí)現(xiàn)其形變模式的動態(tài)編程，進(jìn)一步促進(jìn)液晶彈性體在人造肌肉、智能皮膚和軟體機(jī)器人等領(lǐng)域的重要應(yīng)用。基于此，天津大學(xué)封偉教授、王玲教授團(tuán)隊系統(tǒng)總結(jié)了具有動態(tài)共價鍵的液晶彈性體的構(gòu)筑機(jī)制、響應(yīng)機(jī)理、形狀編程、自修復(fù)特性及其潛在應(yīng)用研究進(jìn)展。文章詳細(xì)闡述了基于不同反應(yīng)機(jī)理的液晶彈性體制備方法，并系統(tǒng)總結(jié)了不同動態(tài)共價鍵的優(yōu)缺點(diǎn)及其在液晶彈性體中的相關(guān)研究進(jìn)展。最后，作者提出了基于動態(tài)化學(xué)鍵的智能液晶彈性體研究存在的機(jī)遇和挑戰(zhàn)及其未來發(fā)展方向。天津大學(xué)為本論文第一單位，論文第一作者為博士研究生Cristian Valenzuela，論文第二作者為博士研究生陳原浩，通訊作者為天津大學(xué)材料學(xué)院王玲教授和封偉教授。相關(guān)研究獲得國家自然科學(xué)基金和國家重點(diǎn)研發(fā)計劃等項(xiàng)目支持。
文章信息：Cristian Valenzuela, Yuanhao Chen, Ling Wang* and Wei Feng*. Functional Liquid Crystal Elastomers Based on Dynamic Covalent Chemistry. Chemistry - A European Journal, 2022, doi: 10.1002/chem.202201957.
全文鏈接：https://doi.org/10.1002/chem.202201957
【通訊作者簡介】
王玲，天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。入選國家高層次優(yōu)秀青年人才計劃和天津大學(xué)“北洋青年學(xué)者計劃”特聘教授。主要致力于軟物質(zhì)智能材料、仿生智能材料和功能納米材料的設(shè)計與制備及其在變色隱身、感知驅(qū)動、4D打印、軟體機(jī)器人、能源和安全等領(lǐng)域的應(yīng)用研究（www.wanglinglab.com）。
封偉，天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。國家杰出青年基金獲得者（2014），國家“萬人計劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才（2016）和天津市“杰出人才”。主要研究方向?yàn)楣δ苡袡C(jī)碳復(fù)合材料在致密儲能和智能導(dǎo)熱等領(lǐng)域的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究。
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