Preparación de elastómero líquido cristalino compuesto de doble capa y rendimiento de accionamiento foto-magnético

CAI Yujie ,  

CONG Huaiping ,  

摘要

Para dotar al elastómero de cristal líquido (LCE) con características de respuesta a múltiples estímulos y así mejorar su potencial de aplicación en el campo de la robótica flexible, este artículo preparó un LCE nanocompuesto de doble capa con triple respuesta fotoquímica-fototérmica-magnética basado en una estrategia de polimerización en interfaz. Mediante la pulverización uniforme de una capa de nanopartículas de óxido de hierro modificado con POSS octavínil (POSS@Fe3O4 NPs) sobre un sustrato de LCE azobenceno parcialmente polimerizado, se indujo una reacción de polimerización por radicales libres entre los grupos acrilatos libres en la superficie del sustrato polimérico y los grupos vinilo en la capa magnética de nanopartículas, obteniendo un material compuesto POSS@Fe3O4 NPs-LCE (PFe-LCE) con una interfaz orgánico-inorgánica fuertemente conectada. Gracias a la isomerización ultravioleta de las unidades azobenceno líquidas cristalinas y a la conversión fototérmica de las POSS@Fe3O4 NPs, este compuesto puede producir una deformación de flexión de 200o en 2 s bajo luz ultravioleta y recuperar la forma inicial en 7,5 s bajo luz infrarroja, mientras que bajo luz visible de 50 s solo se recupera el 83% de la forma. Además, este material puede desviarse bajo la acción de un campo magnético, mostrando propiedades de respuesta magnética. Utilizando PFe-LCE como materia prima, se diseñó un robot manipulador de cuatro garras que puede realizar operaciones de agarre, transporte y colocación de carga mediante la activación óptico-magnética coordinada en entornos complejos, demostrando una excelente adaptabilidad ambiental y proporcionando una nueva estrategia para la conducción inteligente de robots blandos.

关键词

elastómero líquido cristalino;respuesta múltiple a estímulos;polimerización interfacial;estructura de doble capa;robot flexible

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