基于氢键的光铁电液晶弹性体的制备

液晶弹性体将液晶体系的取向有序特性、橡胶弹性以及聚合物成型特性有机地结合起来，已经成为智能材料的前沿研究重点之一。本项目设计制备新型基于氢键的具有光铁电效应的液晶弹性体：聚合物A（含有氢键受体）液晶基元中偶氮苯基团赋予材料光致形变特性，手性尾链使得体系具备光铁电效应、加速弹性体对光的响应速率，吡啶端基提供氢键受体；聚合物B（含有氢键给体）与聚合物A共同构建物理交联的弹性体网络。控制氢键的可逆交联程度即可调控弹性体的交联密度、交联拓扑结构及响应特性。把光致形变性、铁电液晶性与氢键交联结合起来是本项目的特色，通过系统研究弹性体的微相分离特性、液晶性、光铁电效应、交联密度与弹性体物理性能之间的规律，认识液晶弹性体结构与性能的关系，为人工肌肉、传感器、微型机器人、微泵系统以及致动器的制备提供理论基础；同时开创了液晶弹性体的产业化前景，并且对智能材料制备中的关键科学基础问题的研究有着重要的理论意义。

具有特殊刺激—响应特性的液晶智能材料已经成为智能材料的前沿研究重点之一。本项目设计合成新型具有光、热刺激—响应特性的液晶材料，构成其的液晶化合物的氮苯基团特有的光致异构效应赋予材料光响应特性；然后初步尝试将此类液晶材料作为室温光控信息存储材料使用。进一步利用特殊结构的凝胶因子，对掺杂了10%的上述液晶化合物的液晶客体分子进行了有效地束缚，获得具有光、热双重响应性的液晶凝胶材料，并可通过控制凝胶因子的含量来调控液晶凝胶的凝胶网络形貌、凝胶强度及响应特性。把客体分子的液晶性、光响应特性与凝胶因子的自组装特性联系起来是本项目的特色，通过系统性的研究液晶凝胶的液晶性、光响应性、温度响应性、凝胶因子含量与液晶凝胶物理性能之间的规律，认识液晶材料结构与性能的关系，为用于指导室温光控液晶信息存储材料，以及由凝胶因子自组装网络构建的超分子液晶凝胶的设计与制备，同时开创了液晶响应材料的产业化前景，并且对智能材料制备中的关键科学基础问题的研究有着重要的理论意义。