液晶致动器在人工肌肉、智能软器件、软机器人等领域具有广泛的应用前景，因此受到了极大的关注。但是传统的基于共价键交联的液晶网络都是不可重加工、不可重新调制以及无法回收的。通过引入动态共价键实现的可调共价键液晶网络的发展赋予液晶致动器自愈特性和可逆的形状可编程性，拓宽了它们在各种软机器人设备中的应用。然而，目前研究中有限的分子设计策略限制了这些材料的可回收性和材料结构的多样性。通过引入动态共价键的共价适应液晶网络(LCNs)的发展，使液晶驱动器具有自愈特性和可逆形状可编程性，拓宽了它们在各种软机器人设备中的应用。然而，有限的分子设计策略限制了这些材料的可回收性和建筑多样性。
近日，东南大学欧洲科学院院士李全团队在基于环状二硫化物的可逆开环联级反应的可调共价键液晶网络软体机器人研究方面取得重要进展。相关成果以“Covalent Adaptable Liquid Crystal Networks Enabled by Reversible Ring-Opening Cascades of Cyclic Disulfides”为题发表在国际顶级期刊Journal of the American Chemical Society（《美国化学会志》）上。论文的第一作者是东南大学青年教师黄帅。
针对这些问题，该团队首次报道了一种通过二硫环戊基团的开环聚合来制备基于聚二硫化物骨架的光响应性可调共价键液晶网络的策略（设计了具有可适应的含偶氮苯CA-LCNs的PDS骨架）。基于二硫键的复分解反应，所制得的材料具有自愈性、可重塑性和可重新编程性。此外，聚合物主链与二硫环戊官能团之间的动态平衡使得该材料的催化解聚并被回收成单体成为可能。即通过改变官能度，可以根据需要获得交联-LCNs或具有丰富二硫键骨干的线性LC聚合物。偶氮苯的光异构化可以转化为CA-LCN薄膜的宏观运动。除了二硫键复分解产生预期的自愈合能力外，交联PDS材料还可以根据可逆链增长机制进行适当的解聚和再聚合，表现出完全可回收的行为。这可以显著削弱传统的光功能器件的减材制造方法的缺点。该工作植根于分子化学结构的设计，为制造具有出色可编程性和可再生性的功能软机器人提供一种经济和环境友好的策略。
总之，本文首次报道了一种通过环二硫烷基团开环聚合制备光响应性聚二硫基共价适应性lcn的策略。基于二硫化物复分解，产生的材料具有自愈性、可重塑性和可重编程性。重要的是，聚合物骨架和二硫代烷功能化单体之间的平衡可以使催化解聚回收单体，从而大大削弱了制版制版的缺点。这项基于化学的工作将为制造具有良好可编程性和可再生性的功能性软机器人提供一种经济和环境友好的策略。
来源：东南大学、新材料资讯
论文连接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c03661
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