自然界中的結(jié)構(gòu)色是一種令人著迷的現(xiàn)象，光照射到周期性結(jié)構(gòu)表面會通過布拉格反射產(chǎn)生鮮艷的顏色。膽甾相液晶彈性體（CLCE）具有周期性的螺旋結(jié)構(gòu)和高分子網(wǎng)絡(luò)，可通過光、熱、電等外部刺激對結(jié)構(gòu)色動態(tài)調(diào)節(jié)。然而，由于高分子網(wǎng)絡(luò)一旦形成就無法修改，結(jié)構(gòu)色在撤除外部刺激后會自發(fā)恢復(fù)到初始狀態(tài)，其實(shí)際應(yīng)用受到限制。在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中引入動態(tài)鍵被認(rèn)為是一種有效的改進(jìn)方法。然而，激發(fā)動態(tài)鍵的交換一般需要高溫或高強(qiáng)度的紫外線等條件，可能對CLCE的周期性結(jié)構(gòu)造成破壞，從而損害其光學(xué)特性。由于可見光具有非侵入性和精確控制能力，其在各種激活機(jī)制中脫穎而出，通過可見光實(shí)現(xiàn)膽甾相液晶彈性體的精確編程是研究人員所追求的目標(biāo)。
這一工作近期以“Visible-light-programmed patterning in dynamically bonded cholesteric liquid crystal elastomer”為題，發(fā)表在《Nature Communications》（DOI：10.1038/s41467-024-54881-z），北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院2024級博士生劉家樂為該工作的第一作者，北京科技大學(xué)胡威副研究員為此工作的通訊作者。該研究工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金委的資助。
圖2. CLCE的合成和性能表征。
圖 3. 通過二硒鍵交換實(shí)現(xiàn)CLCE的可控編程。
圖 4. CLCE的顏色重編程和自修復(fù)性能。
圖 5. 多模式下鍵交換實(shí)現(xiàn)高分辨率彩色CLCE。
作者簡介：
楊槐教授北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，教育部特聘教授，國家杰出人才項(xiàng)目獲得者，英國皇家化學(xué)會會士(FRSC)，國家基金委創(chuàng)新研究群體負(fù)責(zé)人，中國新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副理事長，科技部“高端功能與智能材料”總體專家組專家。1996年-2003年先后作為日本九州大學(xué)訪問研究員、日本福岡工業(yè)、科學(xué)和技術(shù)振興財團(tuán)、日本科學(xué)技術(shù)振興事業(yè)團(tuán)的研究員在日本從事研究工作；2002年獲得日本九州大學(xué)博士學(xué)位。主要研究方向?yàn)楣虘B(tài)聚合物電解質(zhì)、液晶/聚合物復(fù)合材料、刺激響應(yīng)液晶聚合物和智能窗口。在Nat. Commun.和Adv. Mater.等國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表SCI論文330余篇；已獲80余項(xiàng)國家發(fā)明專利授權(quán)。作為第一完成人，獲2014年教育部技術(shù)發(fā)明獎一等獎、2016年教育部自然科學(xué)獎一等獎、2016和2021年國家技術(shù)發(fā)明二等獎。
胡威副研究員北京科技大學(xué)副研究員，博士生導(dǎo)師。2019年獲北京科技大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位；后于北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院從事博士后研究工作；2022年2月進(jìn)入北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院從事工作。目前主要從事基于液晶聚合物、液晶與聚合物復(fù)合材料的功能化研究。主要研究方向?yàn)榫酆衔锕虘B(tài)電解質(zhì)、智能響應(yīng)材料、藍(lán)相液晶材料、液晶材料及液晶與聚合物復(fù)合材料等。以第一或通訊作者在Nat. Comm.、Angew. Chem.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci等國際學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表多篇SCI論文，申請并獲授權(quán)多項(xiàng)國家發(fā)明專利。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-54881-z#Bib1
