彈性體的案例
《Science》子刊：利用分子滑輪交聯劑制備高韌性、透明彈性體
彈性體具有交聯三維網絡，在小外力的作用下可以發生大形變，并在外力被移除時返回其初始狀態。彈性體因其柔性和可逆形變的特點，常被用于汽車，飛機，建筑物中。彈性體的研究對于未來的醫療產品、柔性顯示器、軟體機器人的開發至關重要。除了柔性和彈性之外，韌性也是彈性體滿足產品需求的重要性能指標之一。
通常，對于具有常規交聯結構的彈性體，提高其韌性勢必影響其延展性和彈性，為達到材料的需求，必須權衡多種性能。例如，將大量填料（炭黑等）引入彈性體中，能有效提升其韌性，但會損害材料的透明度，限制了該材料在柔性顯示器和軟體機器人中的使用。
近期，日本名古屋大學分子與高分子化學系的Yukikazu Takeoka課題組與東京大學先進材料科學系的Koichi Mayumi、Kohzo Ito課題組通過使用由環狀分子和線性聚合物組成的聚輪烷（PR）作為交聯劑，成功地制備了易于制造且具備良好延展性和高韌性的光學透明彈性體，并通過原位小角X射線散射（SAXS）技術首次觀察到由于PR交聯劑的滑動引起的構象變化。
研究者向聚乙二醇和α-環糊精組成的PR上引入大量乙烯基，成功獲得PR交聯劑，并利用該交聯點可滑動的多官能度交聯劑與MEO2MA單體進行聚合，制備了不同交聯度的透明高韌性彈性體。
通常，具有常規交聯結構的彈性體由于在高交聯密度下失去伸長性而易于破裂。研究者發現，與通過常規交聯劑（EGDMA）制得的彈性體相比，隨著交聯密度的增加，使用PR交聯劑制備的透明彈性體的韌性隨其楊氏模量而增強，這表明PR交聯的彈性體與傳統交聯彈性體結構是完全不同的。由于可移動的輪烷結構的存在，彈性體中的聚合物鏈更易移動，使得形變過程中更大比例的能量用于材料的塑性流動中。
圖文速讀
圖1 使用聚輪烷交聯劑和通用交聯劑制備的彈性體的機械性能對比。
展開 橡膠與熱塑性彈性體有什么區別？
與橡膠相比，彈性體更側重的含義是一種物理和材料學的概念，它的范疇更為廣泛。彈性體中除橡膠外，還包括眾多彈性變形迥異、大分子鏈交聯方式多樣化的高分子材料。由此可見，橡膠是彈性體中最富有代表性的一類。從這個意義上講，常見橡膠包括丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠和橡膠等都屬于彈性體?！ ? 由于一些歷史原因，早期在國內當談到彈性體的時候，所指的通常是熱塑性彈性體，而并不包含橡膠的含義，這也影響到了一些具體的技術交流。隨著彈性體合成技術的發展及性能的提高，橡膠和彈性體的概念日益相通，習慣上兩者已稱為同義詞，經?；ハ啻?。
與橡膠相比,熱塑性彈性體有哪些優缺點？
熱塑性彈性體：
常溫下具有橡膠的彈性，高溫下具有可塑化成型的一類彈性體。它具有以下特性
1）良好抗沖擊和抗疲勞性能。
2）高沖擊強度和良好的低溫柔韌性。
3）溫度上升時保持良好的性能。
4）良好的對化學物質，油品，溶劑和天氣的抵抗能力。
5）高抗撕裂強度及高耐摩擦性能。
6）易加工且具經濟性。
7）
良好的可回收性。
展開 關于彈性體和非彈性體的轉動總結
1，關于彈性體轉動：【我做的恒定速度的轉動】
我從論壇上例子搜了幾次沒有得到自己想要的彈性體的例子，因為在轉動的過程中純彈性體會由于離心力的作用，不斷膨脹，變形，最后失真，沒有任何的作用。
后來朋友建議用 剛性體帶動彈性體的轉動。我是用ansys建模
現在分享下基本步驟：（1）為了便于后續操作，選擇過濾圖形界面。
（2）在ansys里面定義單元類型，以及確認對單元算法的選擇。
（3）定義材料的模型 剛體和彈性體的材料
（4）根據你的模型 自行建模。為了簡單期間。我就定義了2個正方體。
（5）關鍵一步驟。把2個體用glue命令粘貼在一塊。不能用add。
（6）把2個體分別用劃分網格，并且指定相應材料的屬性。
（7）現在開始創建part。如part1是剛體part2為彈性體。
（8）關鍵的一步。要想讓整個物體轉動必須先讓剛體轉動吧?，F在就把重點指向剛體。
剛體轉動要定義轉動慣量。這就要定義一個inertia。把剛體的轉動慣量等等定義在這個里面。
這里如何提取轉動慣量呢，我們可以從下圖提取各種參數。
（9）至于速度等設定詳見K文件
zhuand.rar
展開 淺析不同種類碳酸鈣在TPE彈性體中的應用
筆者看到一篇文章，涉及碳酸鈣改性SEBS彈性體的試驗，整理供大家參考。
SEBS熱塑性彈性體具有耐天候，紫外線，氧，臭氧和熱等特點，而碳酸鈣是TPE彈性體工業中用量最大，使用最方便，價格低廉的填料。用碳酸鈣填充制品不僅可以降低成本，節約原料，而且能夠改善制品的耐蠕變性能，熱變形溫度，尺寸穩定性。
以下試驗是使用不同類型規格重質碳酸鈣對SEBS進行填充改性，并對填充體系的拉伸強度，斷裂伸長率，定伸強度和壓縮永久變形進行比較，得出一些有益的結果，供大家參考。
1.不同目數碳酸鈣對TPE彈性體性能的影響
2.表面活化處理對TPE彈性體性能的影響
3.不同的表面活性劑對TPE彈性體性能的影響
筆者總結：
1. 隨著碳酸鈣粒徑的變小，彈性體的各種力學性能有所提升，但超過2250目時，由于團聚想象的出現，力學性能反而降低；
2. 有效的活化處理可以防止團聚現象的出現，有效提高彈性體的各種力學性能；
3. 使用不同的表面活性劑對碳酸鈣進行處理，對TPE彈性體的各種力學性能影響很大，所以選用合適的表面活性劑對于提高TPE彈性體的各種力學性能意義重大。
展開 
常用的熱塑性彈性體介紹
① 熱彈性體（TPR） 具有較高的熔融黏度，即使在低剪切速率下也表現出非牛頓流體的性質，對剪切有很高的敏感性。注塑TPR時，成型周期較短，與加工常用熱塑性塑料相似。TPR可代替天然或合成橡膠、PE、PVC及PU，改善熱穩定性及低溫撓曲性，廣泛應用于汽車制造業等部門。
② 苯乙烯類熱彈性體 苯乙烯類熱彈性體多為三元嵌段聚合物，即兩個以上不同組成的高分子鏈段尾與尾結合而成的聚合物，可以是均聚物或共聚物，可以制成多種嵌段聚合物，如聚丁二烯、聚苯乙烯、聚異戊二烯或它們的共聚物；可以是均聚物的不同異構體；也可以是排列成各種不同序列的二元嵌段、三嵌段或多嵌段；可以全部是彈性鏈段或者和軟彈性鏈接合在一起的聚合物。
苯乙烯類熱彈體，主要是以苯乙烯、丁二烯和異戊二烯為單體合成的，可分為3類；三嵌段ABC、星形（AB）n或（ABA）n；ABC和多嵌段CBA（ABC）n。這些嵌段熱彈性體不需硫化就有很好的生膠強度和彈性、拉伸后永久變形小、撓屈性和彈性良好，表面摩擦系數大；熱性能也很好，并在低溫下保持柔性。通用聚苯乙烯與丁二烯/苯乙烯熱彈性體共混，熔體指數從3.5提高到4.0。
注塑用的熱彈性體一般要經過擠出機混煉造粒。由于嵌段熱彈性體，如SBS類比橡膠黏流活化能大2.5~3倍，所以黏度對溫度敏感性比橡膠大；流變特性比橡膠特殊；其黏度比分子量相似的橡膠要大幾十倍，而且有牛頓區和非牛頓區。當剪切應力超過3×103Pa時剪切速率急驟增加。嵌段熱彈性在注塑機上反復加工會使熔體指數以及回彈性能顯著地下降。
③ 聚酯熱彈性體 聚酯熱彈性體是通過酯交換反應制成的。原料是對苯二甲酸二甲酯、聚四亞甲基乙二醇醚（分子量60-3000），得到含有結晶的對苯二甲酸二丁酯硬鏈段和無定型的對苯二甲酸聚亞烷基醚軟鏈段。
展開 ：無色透明、超強韌、可回復、可修復聚氨酯-脲彈性體材料
熱塑性聚氨酯或聚脲彈性體材料因其優異、可調的機械性能和可回收性廣泛應用于國民經濟各個領域。但是，在復雜的服役環境中，傳統的聚氨酯或聚脲彈性體材料容易受到機械損傷，如果沒有得到及時補救，其性能會迅速退化。賦予聚氨酯或聚脲彈性體材料本征自修復功能可以延長其服役壽命、減少維護成本，符合可持續發展理念。合理調控聚氨酯或聚脲彈性體材料的微相分離結構是賦予其本征自修復功能的有效策略。但是機械性能與修復效率之間的固有矛盾一直制約著可修復聚氨酯或聚脲彈性體的工業應用。目前開發的室溫自修復聚氨酯或聚脲彈性體材料機械強度和韌性較差、抗蠕變性能差、多數無法在高溫下保持彈性體特征?；谏鲜鰡栴}，開發具有優異機械強度和韌性、在相對高溫或潮濕的環境中保持彈性體特性、以及可修復的聚氨酯或聚脲彈性體材料，來滿足航空航天和國防工業對高性能彈性體的迫切需求，是一項極具挑戰但意義非凡的工作。
圖1. PPGTD0.4-IPDA1.0-IPDI0.6與PPGTD-IPDA硬相堆積結構示意圖。PPGTD0.4-IPDA1.0-IPDI0.6材料透光度、機械強度、回復性、韌性和可修復性能展示。PPGTD0.4-IPDA1.0-IPDI0.6微相分離結構證明。IPDI改性硬相同時提升材料的楊氏模量、斷裂強度、韌性和斷裂能。
近日，南京理工大學化學與化工學院傅佳駿教授課題組提出了一種全新的動態硬相強化策略，其核心是在保持硬相動態性和響應性的同時，在分子層面上對硬相進行強化。
展開 認識和區分各種熱塑性彈性體TPE,TPR,TPV,TPU,TPO
TPO,聚烯烴熱塑性彈性體。為各種直鏈烯烴的共聚物或者直鏈聚烯烴與其他材料的共混改性材料。常見的EVA,POE可看做該類彈性體。外觀為半透明或透明顆粒。
TPV,為PP與EPDM之共混動態硫化彈性體。TPV實際上可看做TPO的一類，只是由于其特殊的動態硫化體系，賦予了其優良的綜合性能（TPV的耐溶劑，耐高溫性以及機械強度都要優于SEBS體系的TPE,TPR). TPV是目前應用最成功和廣泛的橡塑共混彈性體，因之，將TPV單獨列出來。TPV在汽車行業的應用將被業界看好。TPV燃燒有聚丙烯PP的石油氣味，外觀為黃色或淡黃色粒子，通常硬度范圍在50~100A.
TPEE,為分子鏈中含聚醚硬段和聚酯軟段的聚酯型彈性體，具有優異的機械強度、耐高溫性和耐老化性能。硬度范圍：30D~80D.
TPAE,聚酰胺熱塑性彈性體。具有突出的回彈性，耐屈撓性。目前應用領域并不廣泛，屬于特殊熱塑性彈性體。
TPS（TPES),這是國外的一種叫法，將苯乙烯類熱塑性彈性體SBC(如SEBS,SBS,SEPS,SIS)類的共混改性材料成為TPS(TPES).但實際上，TPS材料可能不只這一層意思，因此，用戶如尋找咨詢TPS材料，建議還是了解用戶做什么產品，有什么具體要求，再評估苯乙烯彈性體SBC類共混改性材料是否合乎要求。
注：文中藍色文字參考百度百科"熱塑性聚氨酯"詞條。
展開 劉天西教授/張超研究員團隊：氫鍵網絡致密化策略構筑高可拉伸、抗凍、自粘附的透明離子凝膠彈性體
東華大學納米復合與能源材料團隊提出了氫鍵網絡致密化策略，在離子凝膠體系中設計了起到分級響應作用的高密度氫鍵網絡結構，根據氧、氮電負性的不同，分別利用羥基和氨基之間以及咪唑上3-N和氨基之間形成了多級氫鍵網絡結構（圖1（a）），進一步獲得了高可拉伸、快速應力恢復、抗凍、自粘附/自修復的透明離子凝膠彈性體材料（PAM-r-MVIC）。離子凝膠彈性體骨架中的咪唑類離子結構可鎖定對離子，使凝膠網絡穩定性提高且離子不易流失。高密度的多級氫鍵網絡結構，使得所制備的離子凝膠彈性體兼具了高力學強度和鏈段動態能力，強氫鍵網絡結構作為穩定交聯實現力學強度的提升，而弱氫鍵網絡結構能夠在形變過程中通過斷裂吸收能量，實現力學韌性的提升和快速應力恢復性能（圖1（b-c））。
圖1 氫鍵網絡致密化策略構建離子凝膠彈性體的設計示意圖和力學性能（a）高密度多級氫鍵網絡結構的示意；（b）彈性模量和韌性；（c）高可拉伸和快速應力恢復性能展示
耗散粒子動力學（DPD）模擬和均方位移（MSD）計算進一步解釋了高密度氫鍵網絡的形成對于離子凝膠彈性體的力學強韌化作用（圖2）。離子凝膠彈性體未發生形變時高分子鏈和氫鍵處于無序狀態，在受力拉伸過程中可逐步發生取向排列（圖2（a-b））。DPD模擬結果表明，離子凝膠彈性體的拉伸強度和斷裂韌性隨著氫鍵密度的增加而增加（圖2（c））。離子凝膠彈性體的氫鍵密度越高，其在拉伸過程中高分子鏈和氫鍵結構越易發生取向（圖2（d））。MSD間接反映了分子鏈的運動能力（圖2（e）），離子凝膠彈性體在較長時間范圍內表現出擴散行為。
展開 多孔彈性體和高性能聚氨酯的制造商GRISWOLD被羅杰斯收購
Griswold是一家領先的定制設計多孔彈性體和高性能聚氨酯的制造商。Griswold的產品和解決方案應用于一般工業、電子、汽車和消費市場的各個領域。Griswold的工程定制的設計多孔彈性體擴大了羅杰斯公司彈性體材料解決方案部門的產品組合。同時，Griswold的高性能聚氨酯產品也增強了羅杰斯公司現有的提供彈性體材料解決方案能力。
羅杰斯總裁兼首席執行官，Bruce Hoechner表示：“Griswold與羅杰斯的彈性材料解決方案業務有很好的戰略契合度。此次收購表明，協同并購是我們戰略的核心要素。就像最近的DeWAL和Diversified Silicone Products收購案一樣，這次的收購也基于羅杰斯現有彈性體材料解決方案的高度工程化材料平臺，可為現有的彈性體材料解決方案組合增添新的產品和能力。Griswold現已納入羅杰斯公司的麾下，我們對此感到十分高興。目前，我們的重心已轉向在未來數月里對Griswold進行成功整合?！?該交易于2018年7月6日周五結束。交易條款沒有披露。羅杰斯預計，這筆交易將增加到2019年每股收益上。Griswold公司近12個月營收約為3000萬美元，羅杰斯計劃到2020年后，將Griswold的盈利能力提高到與當前彈性體材料解決方案部門產品線的水平。
環氧樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=new%2Fview&id=2674
展開 羅杰斯宣布收購多孔彈性體和高性能聚氨酯的制造商GRISWOLD
Griswold是一家領先的定制設計多孔彈性體和高性能聚氨酯的制造商。Griswold的產品和解決方案應用于一般工業、電子、汽車和消費市場的各個領域。Griswold的工程定制的設計多孔彈性體擴大了羅杰斯公司彈性體材料解決方案部門的產品組合。同時，Griswold的高性能聚氨酯產品也增強了羅杰斯公司現有的提供彈性體材料解決方案能力。
羅杰斯總裁兼首席執行官，Bruce Hoechner表示：“Griswold與羅杰斯的彈性材料解決方案業務有很好的戰略契合度。此次收購表明，協同并購是我們戰略的核心要素。就像最近的DeWAL和Diversified Silicone Products收購案一樣，這次的收購也基于羅杰斯現有彈性體材料解決方案的高度工程化材料平臺，可為現有的彈性體材料解決方案組合增添新的產品和能力。Griswold現已納入羅杰斯公司的麾下，我們對此感到十分高興。目前，我們的重心已轉向在未來數月里對Griswold進行成功整合?！?該交易于2018年7月6日周五結束。交易條款沒有披露。羅杰斯預計，這筆交易將增加到2019年每股收益上。Griswold公司近12個月營收約為3000萬美元，羅杰斯計劃到2020年后，將Griswold的盈利能力提高到與當前彈性體材料解決方案部門產品線的水平。
大理石表面涂層樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=nmsz
展開 朗盛：用于高性能車輪和膠輥的聚氨酯彈性體預聚物！
近年來，世界各地對用于輪面和滾軸的極限承載彈性體的需求正在不斷增長。例如，這些材料被用于叉車的車輪、高層建筑和工業電梯的導輥、農業機械和高性能過山車的滾軸。
材料供應商朗盛通過開發定制的熱固性彈性體預聚物和相關硬化劑來應對這一趨勢。此外，這家特種化學品公司還為客戶提供了廣泛的服務，以優化由這些材料制成的部件。例如，預聚物Adiprene PP1095H是為機械高應力、快速運轉的高性能車輪和滾軸而開發的。聚氨酯系統業務部門的應用開發經理Ian Laskowitz解釋說：“與這些應用的標準工業材料相比，該彈性體具有極高的動態性能，同時也具有極高的抗疲勞性。得益于專有的數學模型，我們還能夠根據客戶的設計規范，優化利用彈性體的材料優勢，并準確預測車輪胎面和滾軸的性能?！?幾乎沒有周期性變形的熱量積累
Adiprene PP1095H是一種以對苯二異氰酸酯（pPDI）封端的聚酯基預聚物。與硬化劑Vibracure A250一起，該材料可生產出硬度為95 Shore A的彈性體。這種彈性體在較寬的溫度范圍內可以保持其卓越的動態性能。這是因為其耗散因子tanδ比同類工業標準材料低。
“我們的彈性體在收到頻繁快速變形時產生的熱量較少。因此，它們在連續使用時不會過熱，與其他材料相比，增加了容量，”Laskowitz說，“這種有利的遲滯特性還降低了滾動阻力，這反過來又節省了能源。
由于這些特性，車輪和滾軸可以實現更高的運行速度和負載能力。
展開 
弗吉尼亞大學蔡歷恒《CM》3D打印102倍柔軟，180度穩定，600%拉伸可逆彈性體，由分子體系結構指導的組裝
【科研摘要】
3D打印彈性體可以制造許多技術上重要的結構和設備，例如組織支架，傳感器，致動器和軟機器人。但是，常規的3D可打印彈性體本質上是剛性的。此外，
打印
過程經常需要外部機械支持和/或后處理。
最近，
弗吉尼亞大學
蔡歷恒
研發團隊
利用響應性線性-牙刷-線性三嵌段共聚物的自組裝來創建可刺激刺激的可逆，極軟和可拉伸的彈性體，并展示了它們作為原位直接寫式
打印
3D結構的油墨的適用性，而無需借助外部機械支持或后處理。
通過開發一種可控合成這種結構設計的嵌段共聚物的程序，
團隊
制造出可延展性高達600％，楊氏模量低至約102 Pa的彈性體，比塑料柔軟106倍
，比所有現有的
3D可打印彈性體柔軟102倍以上。
此外，彈性體是熱穩定的，
在高達180°C的溫度下仍保持固態，但它們可100％進行溶劑再加工
。它們極高的柔軟性，可拉伸性，熱穩定性和溶劑可再加工性預示著將來的應用。
論文以題為Three-Dimensional Printable, Extremely Soft, Stretchable, and Reversible Elastomers from Molecular Architecture-Directed Assembly發表在《材料化學》上。
【主圖】
圖
1. 3D可打印，可逆，超軟和可拉伸彈性體的設計概念和合成。
（a）反應性線性-刷子-線性三嵌段共聚物的示意圖。（b）在低溫下，中間的牙刷塊（藍色）充當彈性網絡鏈，而高Tg末端的線性塊聚集而形成球形玻璃狀區域。（c）玻璃狀結構域在高溫下或在溶劑存在下會解離，導致網絡從固液過渡。刺激觸發的可逆性使彈性體可用于直接寫入3D打印。
展開 熱塑性彈性體SEBS結構性能特點
SEBS結構性能特點
SEBS是苯乙烯（S）-乙烯（E)/丁烯（B)-苯乙烯（S）構成嵌段共聚物，它將聚苯乙烯的熱塑性特征和乙烯-丁烯共聚物的彈性體特征結合在同一聚合物中，其分子構型為A-B-A型的三嵌段共聚物（圖1，圖2）。
圖1 SEBS的三嵌段構型
具有這樣的三嵌段構型的SEBS的基本性能特征為：在常溫下聚苯乙烯嵌段硬而強，與中間的彈性體嵌段不相容，呈相分離狀態；聚苯乙烯嵌段形成相區分散于彈性基體相中，并將彈性體嵌段鎖接成物理交聯的網絡。這種以彈性體為連續相，聚苯乙烯為分散相的網絡結構賦予了SEBS 與傳統硫化橡膠相似的彈性體性能。
圖2 SEBS的相區結構
當SEBS受熱，溫度超過聚苯乙烯的玻璃化轉變溫度時，聚苯乙烯相軟化，在剪切下發生流動而可以進行加工；當模塑成型的制品冷卻后，聚苯乙烯相區變硬并具有強度。SEBS的這種可逆的物理交聯過程是其最重要的特性。
SEBS很少單獨使用，一般都會與其他材料，如，熱塑性塑料、樹脂、填料、助劑等進行配混而得到所需的性能，如流動性、硬度、顏色、透明性和柔韌性。SEBS為基礎的熱塑性彈性體的硬度可調范圍很寬從邵氏A 0-D50。同時SEBS為基礎的熱塑性彈性體有良好著色性能。此外，由于SEBS中彈性體嵌段已完全氫化，因此SEBS具有優良的耐老化性并能在高溫下進行加工.
展開 華中科技大學朱錦濤、張連斌團隊在光子晶體彈性體材料領域取得進展
將光子晶體與聚合物彈性體結合可得到光子晶體彈性體，可用于可視化的力學傳感器等領域。然而，如何提高光子晶體彈性體材料的使用性能，同時又避免不同觀測角度帶來的色彩不一致的問題仍然是該領域的一大挑戰。針對上述問題，華中科技大學化學與化工學院朱錦濤、張連斌團隊設計制備了一種基于金屬超分子聚合物的可自愈合、具有無角度依賴結構色的光子晶體彈性體材料，克服了光子晶體材料機械損傷以及不同觀測角度色彩不一致的局限。相關成果近期發表在《先進材料》（Advanced Materials）雜志上。該論文的通訊作者是朱錦濤教授和張連斌教授，論文第一作者為博士后譚海英。
圖 1基于超分子聚合物的光子晶體彈性體及其無角度依賴的結構色彩。
作者利用聚二甲基硅氧烷與稀土金屬離子形成的超分子聚合物作為基體材料，將其與單分散的二氧化硅納米粒子復合，通過噴涂或快速溶劑揮發的方法誘導二氧化硅納米粒子在超分子聚合物中自組裝形成具有短程有序結構的光子晶體材料，該材料展現出鮮艷的結構色。改變納米粒子尺寸或納米粒子在聚合物中的含量可調控其結構色彩。該材料還表現出無角度依賴的結構色，即從不同的角度觀察其顏色不發生變化（如圖1所示）。更重要的是，該光子晶體彈性體還表現出類似于變色龍皮膚的變色性能，在拉伸或壓縮等外力作用下其結構色可發生改變（圖2），外力釋放后該材料又能恢復到之前的結構色，因此可用于可視化應力傳感領域。同時，超分子聚合物的動態配位鍵賦予了光子晶體彈性體材料自愈合性能，可實現對表面劃痕以及裂痕的自發修復（圖3），自愈合后材料的力學性能得以恢復，保證了光子晶體彈性體材料的使用性能。該研究不僅提供了一種新的光學材料構筑方法，還為光子晶體在光學涂層、智能穿戴、防偽材料、可視化傳感等領域的應用提供了新思路。
圖2. 光子晶體彈性體的力學性能以及應力響應變色能力。
圖 3.
展開 ：受泳道啟發，離電液晶彈性體纖維實現離子電導率隨拉伸上千倍提升
電導率隨拉伸急劇提升使得該離電液晶彈性體纖維具有反Pouillet定律預測的電阻變化曲線，在121%應變后電阻急劇下降，而618%應變后僅緩慢增長。這一特殊電阻變化可實現與常規離子導體傳感器截然不同的波形傳感，即拉伸至不同應變可反饋迥異的電阻變化波形。1500次循環拉伸測試表明，離電液晶彈性體纖維的波形傳感具有極好的穩定性。
圖4. 離電液晶彈性體纖維的電阻-應變曲線及波形傳感。
液晶彈性體的液晶基元取向隨溫度可逆變化從而發生宏觀變形，是模仿肌肉伸縮能力的典型仿生致動材料。有趣的是，將離子液體引入液晶彈性體網絡后，離電液晶彈性體纖維仍然保持著極高的致動性能。施加0.2 MPa偏壓后，加熱至液晶相轉變溫度可發生約70%的長度收縮。將具有光熱功能的分散紅染料DR1引入離電液晶彈性體纖維，532 nm波長的綠色激光照射也可產生遠程致動效果。此外，離電液晶彈性體纖維的致動能力也可與感知功能進行一體化協同。將纖維固定至不同應變，激光脈沖可帶來同步的收縮力與電阻信號變化。固定應變越大，收縮力越大，而電阻則受到溫度和迂曲度相互競爭的影響先增大后減小。
圖5. 離電液晶彈性體纖維的致動性能及感知-致動協同響應。
以上研究成果近期以“A Highly Robust Ionotronic Fiber with Unprecedented Mechanomodulation of Ionic Conduction”為題，發表在《Advanced Materials》（Adv. Mater. 2021, DOI: 10.1002/adma.202103755）上。
展開 