Preparação de elastômero líquido cristalino composto em dupla camada e desempenho de acionamento foto-magnético

CAI Yujie ,  

CONG Huaiping ,  

摘要

Para conferir múltiplas respostas a estímulos ao elastômero de cristal líquido (LCE) e assim aumentar seu potencial de aplicação no campo de robótica flexível, este artigo preparou um LCE nanocomposto de dupla camada com tripla resposta fotoquímica-fototérmica-magnética, baseado em uma estratégia de polimerização de interface. Ao pulverizar uniformemente uma camada de nanopartículas de óxido de ferro modificadas com POSS octavinil (POSS@Fe3O4 NPs) sobre um substrato de LCE de azobenzeno parcialmente polimerizado, foi induzida uma reação de polimerização radical livre entre os grupos acrilato livres na superfície do substrato polimérico e os grupos vinil na camada magnética das nanopartículas, produzindo um material composto POSS@Fe3O4 NPs-LCE (PFe-LCE) com interface orgânico-inorgânica fortemente conectada. Graças à isomerização ultravioleta das unidades azobenzeno líquidas cristalinas e à conversão fototérmica das POSS@Fe3O4 NPs, este composto pode gerar uma deformação de dobra de 200o em 2 s sob irradiação ultravioleta e restaurar a forma inicial em 7,5 s sob irradiação infravermelha, enquanto sob luz visível por 50 s, apenas 83% da forma é recuperada. Além disso, este material pode ser desviado sob a ação de um campo magnético, exibindo propriedades de resposta magnética. Usando PFe-LCE como matéria-prima, foi projetado um robô manipulador de quatro garras, capaz de realizar operações de captura, transporte e liberação de cargas por meio de acionamento foto-magnético cooperativo em ambientes complexos, demonstrando excelente adaptabilidade ambiental e oferecendo uma nova estratégia para o acionamento inteligente de robôs macios.

关键词

elastômero líquido cristalino;resposta múltipla a estímulos;polimerização de interface;estrutura de dupla camada;robô flexível

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