Um ein flüssigkristallines Elastomer mit kontrollierbarer Verformung zu erhalten und dessen Anwendungspotenzial in weichen Aktuatoren und weichen Robotern zu erhöhen, berichtet dieser Artikel über einen lichtgesteuerten weichen Aktuator auf Basis von flüssigem Metall (LM) und flüssigkristallinem Elastomer (LCE). Dieser weiche Aktuator wird mittels 4D-Drucktechnik hergestellt und zeigt eine gute programmierbare Verformbarkeit. LM wird durch Ultraschall in Ethanol dispergiert, anschließend werden LM-Mikropartikel mit der vorbereiteten Flüssigkristalllösung gemischt, um eine homogene LM-LCE-Tinte zu erhalten. Mit der 4D-Drucktechnik wird die Orientierungsstruktur der Tinte programmiert, und schließlich wird ein weicher Aktuator mit spezifischer Verformung hergestellt. Mit 4D-Druck wurden LM-LCE-weiche Aktuatoren mit alternierender orthogonaler und kegelförmiger Ausrichtungsstruktur hergestellt. Dieser Aktuator verfügt über gute photothermische Eigenschaften, bei Bestrahlung mit einem infraroten 808-nm-Laser kann die Oberflächentemperatur des Aktuators innerhalb von 10 Sekunden 120 ℃ erreichen. Basierend auf den hervorragenden photothermischen Eigenschaften kann der Aktuator mit alternierender orthogonaler Orientierung schnell eine Biegeverformung erzeugen; während der Aktuator mit kegelförmiger Ausrichtungsstruktur eine Vorsprungverformung mit einem spiralförmigen Zentrum als Spitze erzeugt. Basierend auf der 4D-Drucktechnologie weist der lichtgesteuerte LM-LCE-weiche Aktuator eine gute Formprogrammierbarkeit auf und zeigt eine überlegene Anpassungsfähigkeit und Einstellbarkeit in dynamischen und komplexen Umgebungen, mit breitem Anwendungspotenzial in Medizin, Militär und weicher Robotik.

programmierbare Verformung;flüssigkristallines Elastomer;flüssiges Metall;4D-Druck;weiche Robotik