近日，東南大學智能材料研究院、化學化工學院李全院士團隊在基于環(huán)狀二硫化物的可逆開環(huán)聯(lián)級反應的可調共價鍵液晶網(wǎng)絡軟體機器人研究方面取得重要進展。相關成果以“Covalent Adaptable Liquid Crystal Networks Enabled by Reversible Ring-Opening Cascades of Cyclic Disulfides”為題，在線發(fā)表在國際頂級期刊Journal of the American Chemical Society（《美國化學會志》）上。評審專家認為該工作代表著液晶網(wǎng)絡軟體機器人領域的突破（“represents a breakthrough in the domain of LCN soft robots”）。
液晶致動器在人工肌肉、智能軟器件、軟機器人等領域具有廣泛的應用前景，因此受到了極大的關注。但是傳統(tǒng)的基于共價鍵交聯(lián)的液晶網(wǎng)絡都是不可重加工、不可重新調制以及無法回收的。通過引入動態(tài)共價鍵實現(xiàn)的可調共價鍵液晶網(wǎng)絡的發(fā)展賦予液晶致動器自愈特性和可逆的形狀可編程性，拓寬了它們在各種軟機器人設備中的應用。然而，目前研究中有限的分子設計策略限制了這些材料的可回收性和材料結構的多樣性。
針對這些問題，該團隊首次報道了一種通過環(huán)狀二硫雜環(huán)戊烷基團的開環(huán)聚合來制備基于聚二硫化物骨架的光響應性可調共價鍵液晶網(wǎng)絡的策略；诙蜴I的復分解反應，所制得的材料具有自愈性、可重塑性和可重新編程性。此外，聚合物主鏈與二硫雜環(huán)戊烷官能團之間的動態(tài)平衡使得該材料的催化解聚并被回收成單體成為可能。這可以顯著削弱傳統(tǒng)的光功能器件的減材制造方法的缺點。該工作植根于分子化學結構的設計，為制造具有出色可編程性和可再生性的功能軟機器人提供一種經(jīng)濟和環(huán)境友好的策略。
本文的第一作者是東南大學青年教師黃帥，李全院士和楊洪教授為該工作的共同通訊作者，東南大學為第一通訊單位。該工作得到了國家自然科學基金和江蘇省自然科學基金項目的資助。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c03661
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