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  通過雜化交換反應(yīng)實(shí)現(xiàn)多種類聚合物焊接在一個(gè)聚合物器件中集成復(fù)雜的變形結(jié)構(gòu)和先進(jìn)的功能，通常需要用到不同種類的聚合物（例如環(huán)氧樹脂和聚氨酯）。這在柔性機(jī)器人、仿生等應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義，例如, 需要柔性的子結(jié)構(gòu)提供環(huán)境適應(yīng)性、較硬的子結(jié)構(gòu)提供機(jī)械支持。熱固性聚合物由于其優(yōu)異的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性，被廣泛用于智能柔性形變結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑。然而，熱固性聚合物的永久交聯(lián)結(jié)構(gòu)， 造成不同材料集成時(shí)產(chǎn)生諸多界面問題。通過螺栓緊固等方案連接不同材料，又會(huì)導(dǎo)致工藝復(fù)雜。近年來基于動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵的交聯(lián)聚合物而發(fā)展的焊接方法， 為集成復(fù)雜的功能性柔性驅(qū)動(dòng)器提供了新的思路，但這樣的設(shè)計(jì)大多局限在同種動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵之間的反應(yīng)，無法應(yīng)用于不同種類的聚合物之間。

圖2 三維仿生形變結(jié)構(gòu)。藤蔓植物的a) 制備和b)形變模式。仿飛魚結(jié)構(gòu)的c) 制備和d)形變模式。

  將此策略應(yīng)用于液晶彈性體驅(qū)動(dòng)器，可能基于不同化學(xué)合成的材料，通過多種動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵之間的雜化反應(yīng)，被穩(wěn)定地連接成一體，實(shí)現(xiàn)新穎的仿生結(jié)構(gòu)和罕見的變形模式。圖2a-2b展現(xiàn)了模仿藤蔓花朵的三維驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，模擬花、葉形態(tài)的變化。圖2c-2d展現(xiàn)了模擬飛魚的形變結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了不同力學(xué)性質(zhì)的材料的結(jié)合。經(jīng)過掃描電鏡、拉伸斷裂、溶脹、應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試、循環(huán)形變等表征方法，證明通過雜化交換反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)不同材料間的穩(wěn)定鏈接。

圖3 雜化融合實(shí)驗(yàn)部分DSC結(jié)果。熔合樣品出現(xiàn)了新的T_g峰。

圖4 通過焊接不同的LCE實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的變形模式。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的a)制作過程和b)可逆形變圖像。雙層膜的c)制備過程、變形模式和d)實(shí)物圖像。e)菊花狀結(jié)構(gòu)的圖像�；ò晗蛳聫澢骄叟鹚狨CE側(cè)(i, v)，卷曲到聚硫氨酯LCE側(cè)(iii)。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202202462