由于選擇性反射和柔軟的彈性特性的結(jié)合，主鏈膽甾型液晶聚合物是開發(fā)響應(yīng)光子器件的有希望的候選者，但由于固有的缺乏介晶側(cè)基。華南師范大學(xué)王耀教授/周國富教授/勞倫斯·德·哈恩(Laurens Theobald de Haan)教授團隊展示了一種新策略，通過制備由膽甾型主鏈聚合物和吸濕性聚(兩性電解質(zhì))組成的半互穿網(wǎng)絡(luò)，獲得雙響應(yīng)彈性膽甾型聚合物材料。該材料在遇水膨脹時會發(fā)生反射顏色的紅移，而當(dāng)施加應(yīng)變時顏色會發(fā)生藍(lán)移。

可以通過在不同溫度下進(jìn)行局部光聚合來制備彩色圖案，從而產(chǎn)生具有高對比度的鮮艷響應(yīng)圖像。由于材料的彈性，它可以很容易地制成可穿戴設(shè)備，并展示了其作為多功能智能傳感器用于汗液檢測和運動檢測的應(yīng)用。結(jié)果表明，通過制備互穿網(wǎng)絡(luò)可以為主鏈膽甾型聚合物添加新的響應(yīng)性，這可以進(jìn)一步擴展到開發(fā)各種多響應(yīng)智能材料。相關(guān)論文以題為Wearable Optical Sensing of Strain and Humidity: A Patterned Dual-Responsive Semi-Interpenetrating Network of a Cholesteric Main-Chain Polymer and a Poly(ampholyte)發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。

圖1A) 用于制備雙層的化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，包括手性摻雜劑 1、二丙烯酸酯單體 2、正丁胺 3、光引發(fā)劑 4、不可聚合的介晶 5、丙烯酸 6 和甲基丙烯酸 2-(二甲氨基)乙酯 7。B) 混合物中使用的組合物和 SIPN-PDMS 雙層制備過程的示意圖。

圖2 彈性雙層膜的機械變色性能。A) 拉伸前后用 30 wt% 5CB 制造的雙層的照片。B、C) 在拉伸和釋放過程中雙層膜的透射光譜。D) 拉伸前后雙層的照片。雙層用 50% 5CB 制備。