机械性能|像向日葵一样“追光”的智能新材料问世

【机械性能|像向日葵一样“追光”的智能新材料问世】采访人员20日从天津大学获悉，该校封伟教授团队受自然界向日葵向光特性启发，成功开发了一种能“追光”的智能新材料——基于MXene增强液晶弹性体的仿生向日葵管状液晶驱动器。相关成果已发表于国际期刊《先进功能材料》。
据封伟介绍，液晶弹性体是一类优异的智能高分子材料，兼具聚合物弹性和液晶各向异性，同时具有多刺激响应性、类似肌肉的机械性能、可逆驱动变形以及形状可编程等性能。
封伟带领研发团队设计并制备了一种可光聚合的二维MXene纳米单体，通过原位光聚合到主链型交联液晶弹性体中，极大增强了材料的机械性能并赋予其优异的光驱动能力。这种新材料能够像植物茎一样向光照射的方向弯曲，还具备在三维空间内所有角度快速感知、连续跟踪和自适应地与入射光相互作用的能力，实现了类似向光性植物的自适应光源精准追踪。
“作为概念验证演示，我们用这种新材料制备了一个‘仿生向日葵’ ，它能够实时迅速追踪不断变化的非聚集光源。 ”封伟说， “这项研究不仅为开发兼具感知、自反馈和执行功能的软物质智能材料提供了新思路，还有望为高分子智能材料在自适应光电子学、智能软机器人等领域的应用研究奠定基础。 ”采访人员陈曦通讯员焦德芳