液晶弹性体 (LCE) 表现出一些显著的物理特性,例如在不同性质的适当环境刺激(如热刺激)下可引起可逆的较大机械变形,这使得它们可以用作软致动器。LCE 所表现出的独特特性源于它们的各向异性微结构,其特点是嵌入聚合物网络中的液晶原分子的优先取向。LCE 设计中的一个悬而未决的问题是如何控制它们的驱动效率:液晶原分子的数量、它们如何连接到网络、有序度、交联密度是一些可控参数,然而,除了最后一个参数外,它们的空间分布一般无法调整。在本文中,我们开发了一个基于微机械的理论框架来模拟和探索网络交联密度对液晶弹性体元件机械驱动的影响。在此背景下,用于获得弹性体交联网络的光诱导聚合(光聚合)尤其令人感兴趣,它适用于精确调整材料内的交联密度分布;该技术能够获得分子级架构的 LCE,从而实现可获得驱动的最佳设计。在智能结构元件(LCE 微结构设计和优化)内正确设置交联密度排列的可能性代表了一种创建具有材料微结构编码所需驱动能力的分子级工程 LCE 元件的有趣方法。
主要关键词