Ambidectionality是结构元素以两个相反方向超越参考状态的能力,在本质上很普遍。但是,除非使用复杂的混合构建体,否则常规软材料通常仅限于单个单向变形。我们利用了中间体自组装,聚合物链弹性和聚合诱导的应力的组合,以设计表现出两个中间酶的液晶弹性体:雪佛龙晶状体C(CSMC)和薄膜A(SMA)。诱导CSMC-SMA - 各向同性相跃迁导致微观结构中应变场的异常反转,从而导致相反的变形模式(例如,连续收缩或膨胀或右手或左手或左手的扭曲或相反的方向和高频率频率)和高频率的频率。这种式运动运动是可扩展的,可用于在宏观上产生高斯变换。s
本综述介绍了设计刺激响应、功能性、侧链、端接液晶原基液晶聚合物 (LCP) 方面的最新进展。合成方法(包括受控技术和活性技术)的发展为获得定义明确的液晶聚合物提供了方便。例如,线性液晶嵌段共聚物 (LCBCP)(具有线性、螺旋-螺旋、非液晶嵌段和端接液晶原基液晶嵌段的嵌段共聚物)的合成为获得具有与传统嵌段共聚物类似的形态和性质的聚合物提供了途径。然而,具有分支螺旋-螺旋非液体液晶嵌段和端接液晶原基液晶嵌段的拓扑分支 LCBCP 的合成用于操纵所得聚合物的相行为、形态和取向动力学。此外,支链液晶无规共聚物的合成(其中支链螺旋非液晶单元和端接液晶单元呈统计分布)可产生前所未见的螺旋和弯曲界面,具有新的增强特性。最后,将有机染料分子整合到各种液晶聚合物框架中的合成策略可产生新的光学活性和自适应软材料。在展望部分,讨论了对拓扑多样化的合成和天然衍生的液晶聚合物结构的需求,以及生产功能材料及其应用的加工工具和场导向组件。
摘要。液晶量子点(LC-QD)复合材料是有希望的新材料,用于显示,能量收集和光子学中的许多应用。在目前的工作中,报道了液晶(LCS)混合物中的量子分散体。以相等的比例使用了两种LC,即胆汁淤积棕榈酸酯(胆汁淤积97%)和4'-Pentyl-4-二苯基碳硝基(Nematic,98%)的组合,并将CDS量子点分散在这种混合物中。使用差分扫描量热法(DSC),可见的Ultra-Violet(UV-VIS)光谱,Fabry-Perot散射研究(FPSS)以及傅立叶变换基础(FTIR)光谱法(FTIR)光谱法分析了这种新的LC-QD复合系统的热,光学和结构特性。结构研究表明,QD在LC矩阵内而不是在表面积上均匀分散。观察到量子点色散会增加LC混合物的强度。它还改变了影响LC-QD复合系统整体性能的LC混合物的相位行为。目前的发现对具有改进的光学响应的显示器和光子设备的设计非常有帮助。
水下生物具有复杂的推进机制,使它们能够以特殊的灵活性来浏览流体环境。最近,实质性的效果专注于使用智能形状变化的材料将这些运动集成到软机器人中,尤其是通过使用光进行推进和控制。尽管如此,挑战仍然存在,包括缓慢的响应时间和强大的光束启动机器人的需求。这最后可能导致意外的样品加热,并可能需要在游泳者身上进行特定的驱动点。为了应对这些挑战,引入了新的含偶氮苯的光聚合油墨,可以通过挤出打印到精确形状和形态的液晶晶体弹性体(LCE)元素中来处理。这些LCE表现出由中强度的紫外线(UV)和绿光驱动的快速而显着的光机械水下反应,这是致动机制,主要是光化学。受自然的启发,印刷了一种仿生的四叶埃菲拉(Ephyra)样游泳者。具有中等强度紫外线和绿灯的整个游泳器的定期照明,可引起同步的lappet弯曲光源,游泳者的推进器远离光线。该平台消除了对局部激光束和跟踪系统的需求,以通过流体监视游泳者的运动,从而使其成为创建轻型机器人LCE的多功能工具。
对于不依赖环境加热的驱动,LCE 已被合成/加工以响应光、电场或焦耳加热。15 对光的主动响应可能非常快 16,17 并且显然对许多应用有用 18–20 但在远程/无法访问的环境中或在环境光可能影响驱动的情况下可能被禁止。或者,可以使用电场来驱动 LCE。通过添加碳纳米管,LCE 的机电响应性得到改善;然而,相对于未填充的 LCE,刚性内含物会降低驱动应变。21,22 对于厚度大于几百微米的人造肌肉,光和电场驱动都难以扩展。焦耳加热已通过表面加热器和导电填料 23–28 实现,这对于开发使用 LCE 作为软致动器的不受束缚的软机器人很有希望。29,30
量子点(QD)在液晶(LC)培养基中的分散可以有效地修改其介电和电光特性,这些特性在基于LC的显示以及非放置应用程序中很有用。在这里,我们报道了钙钛矿量子点(PQD)掺杂对列液晶(NLC)材料的介电性能的影响,即Zli-1565在其整个列和各向同性相。纯NLC的介电参数及其具有PQD的复合材料(0.1 wt。%,0.25 wt。%和0.5 wt。%)。与纯NLC相比,由于移动离子密度的增长,复合材料的介电介电常数(ɛʹ)和介电损耗(ɛʺ)的值增加。纯NLC的损耗因子(tanδ)的光谱峰随着PQD的添加向高频区域移动。此外,还评估了纯NLC和0.25 wt。%PQDS-NLC复合材料的温度依赖性介电参数(即最佳浓度)。此外,还评估了纯样品和0.25 wt。%复合材料的介电性各向异性和阈值电压。与纯净NLC相比,这里要注意的一点是,与纯NLC相比,清除温度(T n-I)的复合材料的清除温度(T N-I)减少了4°C。在这种PQDS-NLC复合材料上获得的结果可用于具有可调介电特征的基于NLC的电气设备。
通过在喷嘴和喷嘴之间施加高电压,将喷嘴挤出的聚合物熔体电吸向收集器,从而无需任何溶剂即可形成聚合物纤维。[6] 与 MES 不同,MEW 引入了计算机辅助打印头相对于接收基板的相对运动,从而能够对生成的纤维进行数字控制定位,从而形成边界明确的微结构。与通常生产直径超过 100 微米的纤维的传统挤出数字沉积技术相比,MEW 可轻松产生从数百纳米到数十微米的定位良好的纤维。[2,3,5,7,8] 此外,由于静电吸引,该技术可以精确堆叠纤维,从而形成边界明确的高壁。[1] 凭借所有这些特性,MEW 已被证明是一种制备超细纤维基生物支架的强大技术,在组织工程和再生医学中具有巨大潜力。[8–12]
液体晶体(LC)是一种出色的电磁材料,在液体和晶体固体之间具有中间结构。它具有较大的光学各向异性,其光学特性可以通过中等外部磁场轻松修饰,从而使光的放大和相位调制。LC显示基于光的幅度或两极分化的模拟,已成为巨大的商业成功。同时,在光子学领域探索了许多LC设备的新型非显示器应用[1-6]。lc光学元素在操纵不同程度的光中发现了新的作用,尤其是在矢量梁的工程中,具有简单配置,方便使用,低成本和高转换效率的优势。向量场[7 - 9],其中横梁横平的光极化是空间变化的,引起了很多关注。矢量梁作为对矢量螺旋方程的自然解决方案。它们经常被生成具有正交极化状态的正交标量场的超级位置,为
完整作者列表: Martinez, Alina;科罗拉多大学博尔德分校,材料科学与工程项目 Cox, Lewis;蒙大拿州立大学博兹曼分校,机械与工业工程 Killgore, Jason;美国国家标准与技术研究所 Bongiardina, Nicholas;科罗拉多大学博尔德分校工程与应用科学学院,材料科学与工程 Riley, Russell;科罗拉多大学博尔德分校工程与应用科学学院,化学与生物工程 Bowman, Christopher;科罗拉多大学,化学与生物工程系
报告了用于制造液晶弹性体(LCE)晶格的集成设计,建模和多物质的3D打印平台,并报告了具有空间可编程的nematic Director订单和本地组成的均质和异质布局。根据其组成拓扑结构,这些晶格在其各自的近视转变温度上方和下方循环时表现出不同的可逆形状变形转换。此外,可以证明,在评估所有LCE晶格设计的实验观察到的变形响应与模型预测之间存在良好的一致性。最后,建立了一个反设计模型,并证明了以预测的变形行为打印LCE晶格的能力。这项工作开辟了新的途径,用于创建构建的LCE晶格,这些晶格可能会在能量散落结构,微流体泵送,机械逻辑和软机器人技术中找到潜在的应用。