点击上方“蓝字” 一键订阅
日前，东南大学化学化工学院杨洪教授课题组在人造肌肉材料研究领域取得重要进展，科研团队研制了一种聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿网络结构液晶弹性体材料，其具有超强的力学性能，在人造肌肉等领域有广泛的应用前景。该研究成果于近日发表在国际顶级期刊《美国化学会志》杂志上。
液晶弹性体是一种典型的双向形状记忆材料，具有形变大、形变可逆等技术优点，在仿生器件、软机器人等领域有很好的应用前景。然而，经过长达四十年的发展，液晶弹性体研究仍停留在实验室层面，未实现工业化应用；限制其应用的关键科学问题是：液晶弹性体在形变过程中产生的应力太小，无法满足实际应用场景的力学性能需求。例如，人的骨骼肌收缩应变大于40%，应力大于0.35 MPa，弹性模量大于10 MPa；对传统的液晶弹性体材料而言，收缩应变不是问题，应力也勉强可以达到，但是弹性模量一般在0.1~1 MPa，低了整整一到两个数量级。
科研团队另辟蹊径，采用将聚氨酯液晶弹性体和聚丙烯酸酯液晶热固体的小分子前体组分混合、再同步交联的技术途径，制备了一种聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿网络结构液晶弹性体材料，其收缩应变、应力、弹性模量分别达到了46%、2.53 MPa、10.4 MPa，首次全面满足了液晶弹性体基人造肌肉的力学性能要求。
如下图所示，该新型人造肌肉材料具有超强的力学性能，其发生伸缩形变时的抗拉强度和弹性模量都远远超出了前人的研究成果；在热刺激条件下，该材料可以拉起自身重量3万倍的物体。
论文日前发表在《美国化学会志》杂志（Lu, H.; Wang, M.; Chen, X.; Lin, B.;Yang, H.*“Interpenetrating Liquid-Crystal Polyurethane/Polyacrylate Elastomer with Ultrastrong Mechanical Property”.Journal of the American Chemical Society, ,141, DOI: 10.1021/jacs.9b06757. ）。论文第一作者为17级博士生陆海峰同学。
论文链接：
/doi/10.1021/jacs.9b06757
来源：东南大学
相关进展
东南大学杨洪教授课题组在光致形变高分子材料研究领域取得突破性进展
林雪平大学研究人员研发出全新人造肌肉，可依靠葡萄糖和氧气来驱动
MIT赵选贺团队《PNAS》: 机械训练柔软抗疲劳水凝胶“肌肉”
南开大学刘遵峰教授团队研发纯蚕丝“人工肌肉”
华东理工大学田禾院士和曲大辉教授研究团队新成果：纳米尺度的人工分子肌肉致动器
南开大学张振杰教授、程鹏教授课题组与南佛罗里达大学马胜前教授课题组合作：混合基质法构建光驱动人工肌肉材料
伊利诺伊大学开发出可承受自身12000倍重量的人造肌肉
免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：info@
关注高分子科学技术
