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多层组装结构

多链超分子柱

晶体结构与分子堆叠方式

聚苯乙炔液晶聚合物六方柱状相片晶生长

多重形状记忆材料

“人工肌肉”与“人工关节”

无规相近似&生物体系多相分离

自洽场理论&聚电解质组装

　

Precisely Controllable Artificial Muscle with Continuous Morphing    based on "Breathing" of Supramolecular Columns

近期，北京大学陈尔强教授和杨爽副教授课题组报道了一种可精确温控、光控形变的新型光响应性长楔形侧链液晶聚合物P-DCS12。众所周知，人体骨骼肌具有多层级生理结构，其基本构成单元为胶原蛋白螺旋链组装形成的微纤维。而P-DCS12分子能够自发组装形成的“多链超分子柱”液晶相，柱中心为多根主链构成，长楔形侧链则围绕在外部，所形成的柱状液晶相结构则非常类似于骨骼肌的微纤维，更重要的是它具有独特的负热膨胀性质，升高温度时柱直径会收缩，而降温时则出现扩张。这种柱子随温度变化产生的“呼吸”行为可给单轴取向的样条带来连续、可逆的伸长/收缩，伸长率可达118%（骨骼肌为120%）。这种新型的材料设计方法有望促进任意可控形变人工肌肉材料的发展。该工作以“Precisely Controllable Artificial Muscle with Continuous Morphing based on "Breathing" of Supramolecular Columns”为题发表于《Advanced Materials》上。博士生杨子凡为第一作者，陈尔强教授，杨爽副教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委的支持。