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像向日葵一样“追光”的智能新材料问世

记者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。”

标签: 智能材料 机械性能 研发团队

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