Angew. Chem. ：可一步加工制备的超分子液晶软体驱动器

基于液晶弹性体的软体驱动器具有驱动性能优异、质量轻和可无线操控等诸多优点，在医疗器械、智能纺织、机器人等应用领域前景广阔。然而，液晶软体驱动器的制备工艺复杂，通常需要两步甚至多步操作才能完成；且材料的形状和驱动模式无法根据应用需求进行灵活调整，因此限制了其实际应用。近日，上海交通大学的刘湍和林秋宁等人从分子结构设计出发构建了一种热塑型液晶弹性体。该材料能够采用机械拉伸或熔融挤出一步制备成型，并在温度调控下展现出可逆且稳定的驱动行为。

图1 热塑性液晶弹性体的合成、拉伸诱导网络取向和固定

本工作报道的液晶弹性体是非共价交联的，其结构中含有氢键作为物理交联点以及短支链用于避免物理结晶。在拉伸或剪切力的作用下，液晶结构单元发生取向，同时氢键发生动态重排，从而仅用一步就完成了液晶网络的取向和及其固定。与现有研究工作相比，本工作极大的简化了液晶弹性体的制备工艺。

图2 采用简单机械拉伸制备液晶软体驱动器

基于上述工作原理，我们采用一步机械拉伸方式成功制备了多种液晶软体驱动器，其中包括具有2D运动模式的螺旋形器件、具有3D运动模式的管状器件以及具有光诱导驱动功能的八爪鱼等。上述驱动器均是在室温下经手工制备而成，说明制备过程便捷且具有DIY特征。

图3 采用熔融纺丝和注塑制备液晶软体驱动器

熔融纺丝和注塑成型是两种常见的高分子工业化生产方式。本工作进一步证明了液晶软体驱动器能够通过这两种方法进行加工。利用熔融纺丝，我们获得了连续的液晶纤维；利用注塑成型，我们能够在秒级时间内快速制备具有网格结构的驱动器。

因此，本论文工作首次实现了液晶软体驱动器的一步制备，使其规模化和定制化制备成为可能。

论文信息

One-Step Manufacturing of Supramolecular Liquid-Crystal Elastomers by Stress-Induced Alignment and Hydrogen Bond Exchange

Yuexin Fan, Prof. Tuan Liu, Prof. Yuzhan Li, Dr. Xuepei Miao, Dr. Baihang Chen, Jian Ding, Zhixiang Dong, Prof. Orlando Rios, Dr. Bingkun Bao, Prof. Qiuning Lin, Prof. Linyong Zhu

本论文由硕士生樊玥欣在刘湍助理研究员和林秋宁研究员的指导下完成，并获得了朱麟勇教授的大力支持和悉心指导。该研究成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、交大2030计划、上海市浦江人才等项目的支持。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202308793