Tekutý krystalický elastomer - Liquid crystalline elastomer

Kapalné krystalické elastomery (LCE) jsou mírně zesítěné tekutý krystal polymer sítí. Tyto materiály kombinují entropii pružnost z elastomer s sebeorganizace kapalné krystalické fáze. V kapalných krystalických elastomerech mezogeny mohou být buď součástí polymerního řetězce (tekuté krystalické elastomery s hlavním řetězcem), nebo jsou připojeny pomocí alkyl spacer (kapalné krystalické elastomery s postranním řetězcem).[1]

Kvůli jejich ovládání vlastnosti, kapalné krystalické elastomery jsou atraktivními kandidáty pro použití jako umělé svaly v měkkém nebo mikroroboti. Ty již předpovídal Pierre-Gilles de Gennes v roce 1975 a poprvé syntetizován Heino Finkelmann.[2] V teplotním rozsahu kapalné krystalické fáze nutí orientace mezogenu polymerní řetězce do napnuté konformace. Zahřátím vzorku nad čirou teplotu se tato orientace ztratí a hlavní řetězec polymeru se může uvolnit do (výhodnější) konformace náhodné cívky, což může vést k makroskopické, reverzibilní deformaci. Pro dobré ovládání je nutné mít dříve dobré vyrovnání ředitelů domén síťování. Toho lze dosáhnout: roztažením předpolymerizovaného vzorku,[3] vrstvy pro zarovnání fotografií,[4] magnetický nebo elektrická pole a mikrofluidika.[5][6]

Kromě tepelné deformace vzorku lze u vzorků s inkorporací azobenzenů v kapalné krystalické fázi získat ovládání reagující na světlo.[7] The fázový přechod teplota an azo -kapalný krystalický elastomer může být redukován kvůli trans-cis izomerizace z azobenzeny v době UV záření a tak může být zničena kapalná krystalická fáze izotermicky. U kapalných krystalických elastomerů s vysokou koncentrací azo bylo možné pozorovat změnu délky vzorku citlivou na světlo až o 40%.[8][9]

Reference

  1. ^ Ohm, Christian; Brehmer, Martin; Zentel, Rudolf (28. května 2010). "Kapalné krystalické elastomery jako akční členy a autoři senzorů". Pokročilé materiály. 22 (31): 3366–3387. doi:10.1002 / adma.200904059. PMID  20512812.
  2. ^ P. G. de Gennes: C. R. Hebd. Seances Acad. Sci., Ser. B (1975). S. 101.
  3. ^ G.H.F. Bergmann, H. Finkelmann, V. Percec a M. Y. Zhao: Makromol. Chem. Phys. (1994). S. 353.
  4. ^ T. H. Ware, Z. P. Perry, C. M. Middleton, S. T. Iacono, T. J. White: Makro písmena ACS (2015). S. 942.
  5. ^ C. Ohm, E. Fleischmann, I. Kraus, C. Serra, R. Zentel: Adv. funkční Mater. (2010). S. 4314.
  6. ^ T. Hessberger, L.B. Braun, F. Henrich, C. Müller, F. Gießelmann, C. Serra, R. Zentel: J. Mater. Chem. C (2016). S. 8778.
  7. ^ T. Ube, T. Ikeda: Angew. Chem. Int. Vyd. Engl. (2014). S. 10290.
  8. ^ L.B. Braun, T. Hessberger, R. Zentel: J. Mater. Chem. C (2016). S. 8670.
  9. ^ L.B. Braun, T. G. Linder, T. Hessberger, R. Zentel: Polymery (2016). S. 435.