蘇州納米所新型納米復(fù)合光致變形智能材料研究獲系列進(jìn)展
光致變形材料是一種在光波的照射下,材料本體發(fā)生變形(伸縮、彎曲)現(xiàn)象的新型智能材料,它能實(shí)現(xiàn)光能到機(jī)械能的直接轉(zhuǎn)化,而無需通過齒輪等機(jī)械傳送裝置的轉(zhuǎn)換,具有遠(yuǎn)程的、無接觸、無損傷、易操控等特點(diǎn),在仿生機(jī)器人、生物醫(yī)學(xué)器件、微流控、太陽帆等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。因而發(fā)展高性能的光致變形材料具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于光致變形材料的設(shè)計(jì)而言,能量轉(zhuǎn)換方式和結(jié)構(gòu)組裝是兩個(gè)重要的方面,會(huì)直接影響到光-機(jī)械的性能輸出。
中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員陳韋課題組近年來致力于納米復(fù)合的光致變形研究,通過從微觀到宏觀的多級(jí)結(jié)構(gòu)有序組裝,發(fā)展了一系列基于光響應(yīng)納米基元的宏觀聚合物基柔性光致變形材料,成功地將納米尺度的光響應(yīng)積累放大為宏觀尺度的光致變形。他們?cè)O(shè)計(jì)合成了多種具有光-機(jī)械響應(yīng)的納米級(jí)棒狀分子晶體,通過原位結(jié)晶或自發(fā)組裝的方式使納米尺寸分子晶體具有特定的取向性和分布性,從而使宏觀薄膜獲得良好的光致變形特性,在較弱的365nm紫外光照下發(fā)生顯著彎曲,而在暗環(huán)境下完全恢復(fù)(Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 6496.);以具有波長選擇性的金納米顆粒和金納米棒作為能量轉(zhuǎn)換基元,設(shè)計(jì)了基于光熱驅(qū)動(dòng)原理的雙晶片光驅(qū)動(dòng)器,得到了可調(diào)波長選擇性和濕度梯度的新穎驅(qū)動(dòng)機(jī)理(J. Mater. Chem. C, 2015, 3, 1888.);將碳納米管與石墨烯復(fù)合,并且刻意地引入了界面熱應(yīng)力,獲得了卷曲的石墨烯-碳納米管/聚合物光致變形薄膜,該復(fù)合薄膜在光照射下可在數(shù)秒的時(shí)間內(nèi)從卷曲的形狀展開成平直的形狀,當(dāng)光照撤出后,可快速恢復(fù)到其最初的卷曲形狀,從而具有類形狀記憶特性,在此基礎(chǔ)上,發(fā)展了光驅(qū)動(dòng)機(jī)器人、智能窗簾等一系列原型光驅(qū)動(dòng)器件(Adv. Mater. 2015, 27, 7867.)。 該課題組在納米復(fù)合光致變形領(lǐng)域的上述研究工作受到國際同行的關(guān)注。最近,該課題組結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,對(duì)光致變形的基本驅(qū)動(dòng)機(jī)理、光響應(yīng)納米基元的選擇設(shè)計(jì)、從微納尺度光響應(yīng)到宏觀光致變形的組裝策略、基于光致變形材料器件的實(shí)際應(yīng)用做了全面的總結(jié)和展望,并于近期在國際學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》上在線發(fā)表該綜述文章(Adv. Mater., DOI: 10.1002/adma.201602685.)。 上述工作得到了國家自然科學(xué)基金、科技部港澳臺(tái)合作專項(xiàng)以及江蘇省自然科學(xué)基金等的大力支持。 從納米光響應(yīng)基元到宏觀尺度高性能光驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)組裝示意圖 |
最新評(píng)論
-
redplum 2016-10-11 00:24高科技進(jìn)展
-
dushunli 2016-10-11 00:24納米技術(shù)新進(jìn)展!
-
likaihit 2016-10-11 00:25很深?yuàn)W的東西
-
tomryo 2016-10-11 00:35很深?yuàn)W的東西
-
tassy 2016-10-11 00:50深?yuàn)W的復(fù)合光致變形東西
-
bairuizheng 2016-10-11 04:30kan。耄幔
-
hbbofei 2016-10-11 07:48先進(jìn)材料
-
aqwww12333 2016-10-11 07:54好牛🐮的技術(shù)!
-
yzktst 2016-10-11 08:04納米技術(shù)新進(jìn)展!
-
斷點(diǎn)坐標(biāo) 2016-10-11 08:05高科技進(jìn)展