液晶聚合物网络（liquid crystal polymer network, LCN）基于其独特的结构特性结合外界刺激响应性作为智能致动器件在发动机、流体推动器以及软体机器人等领域中得到广泛应用。目前，传统LCN致动器件的构筑多依赖外界机械应力、表面效应及电/磁场等外界手段，实现交联LCN聚合物体系制备过程中液晶基元单轴、八字形、扭曲等特定有序排列，结合后续局部刺激揉乱液晶基元的有序排列，触发体系可逆相变，从而实现器件致动。交联体系在重复使用、再加工等性能存在的局限性，使得急需开发LCN致动器件应用新策略。
近日，加拿大舍布鲁克大学赵越（Yue Zhao）教授研究团队基于单轴取向新型LCN致动体系聚合物链的可逆光控交联/解交联调控体系应力平衡转态，简便实现了LCN致动体系多种复杂“折纸”3D形变。进一步基于LCN体系掺杂，实现了运动方向精确可控光驱动软体爬行“机器人”的构筑；该研究开创了LCN体系在智能软体机器人应用领域的新策略。
新型LCN致动器件构筑及工作原理示意图。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
研究团队在液晶聚合物侧链结构中引入能够在不同波长（365/254 nm）光照条件下能够可逆聚合/解聚的蒽功能基团，构筑新型的“动态”交联LCN致动体系。单轴拉伸的LCN膜器件基于单侧或局部光照诱导体系解交联，触发体系不对称应力分布实现器件不同程度的弯曲；同时，基于分步“光照”可分别实现器件蜷曲、“波浪状”弯曲等多种可逆致动。
LCN器件的光控致动。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
进一步基于器件结构精细设计，可实现新型LCN智能器件可逆的3D“折纸”形变；实现了区别于依赖交联型液晶聚合物网络有序参数变化（有序-无序相变）的LCN器件的复杂光控致动。
LCN器件光控“折纸”形变。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
此外，在LCN基体内添加0.2 wt%近红外吸收剂，体系曝光区温度在980 nm激光（4.5 W/cm2）辐照下能够迅速（< 6 s）升至70 ℃（高于相变温度）；而后关闭光源体系能够迅速降温。基于光辐照升温/降温LCN相变循环结合光致交联/解交联，简便实现了条状膜材料的光驱动“爬行”，且运动方向可控。
光驱动LCN致动器件“爬行”。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
综上，赵越教授研究团队通过在LCN致动体系内引入可逆交联键，基于体系局部交联点的重构实现了器件光驱动形变。该研究成果摆脱了传统LCN致动器件对液晶基元有序排列的强烈依赖性，极大的拓展了LCN体系软体致动器件的设计/应用策略。
