據(jù)東南大學(xué)消息，近日，歐洲科學(xué)院院士、東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院李全教授團(tuán)隊(duì)在液晶仿生材料研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于化學(xué)領(lǐng)域國際頂級(jí)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》上。同時(shí)，該論文被選為VIP（Very Important Paper），據(jù)悉僅有不到5%的論文能夠獲得如此積極的評(píng)價(jià)。該刊編輯和評(píng)審專家認(rèn)為，此項(xiàng)研究是智能致動(dòng)器領(lǐng)域里“an exciting achievement and a very significant progress”。
隨著自然界的不斷演化，許多生物體為了生存進(jìn)化出了獨(dú)特的環(huán)境適應(yīng)行為。這些生物行為為科研人員開發(fā)智能環(huán)境適應(yīng)性材料和仿生器件提供了靈感。例如，科研人員模擬某些水生動(dòng)植物（如維多利亞多管發(fā)光水母）通過改變外觀顏色和形狀來進(jìn)行偽裝或交流的行為，制備了在水介質(zhì)中具有變色熒光并能夠同時(shí)改變形狀的智能水凝膠。但是，這些材料仍然存在局限性：依賴可調(diào)節(jié)的水環(huán)境、變形速率相對較慢、變形簡單并且難以原位控制。
針對這些問題，該團(tuán)隊(duì)利用將光致形變的液晶彈性體與光致熒光變色的體系共價(jià)結(jié)合的策略，實(shí)現(xiàn)了不依賴特殊介質(zhì)的對環(huán)境變化可智能協(xié)同自調(diào)節(jié)的軟體驅(qū)動(dòng)器的制備。該器件的三維形變與變色熒光的協(xié)同可編制特性對于賦予軟機(jī)器人更多的仿生功能非常重要。
研究者們精心設(shè)計(jì)了具有環(huán)境適應(yīng)能力的軟機(jī)器人，使其能夠在特殊條件下執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。并通過液晶分子的取向設(shè)計(jì)，模擬了褶皺頸蜥蜴折疊其褶邊并同時(shí)變色的生物行為。
事實(shí)證明，這種由自然現(xiàn)象啟發(fā)的材料在設(shè)計(jì)和制備智能環(huán)境自適應(yīng)型器件方面顯示出巨大的潛力，有望應(yīng)用于包括仿生軟機(jī)器人、偽裝設(shè)備以及超材料等在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域。
