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液晶高分子01首先,我们来介绍什么是液晶高分子。液晶高分子是同时具有液晶各向异性和高分子力学特性的功能高分子。在液晶高分子中引入具有光化学异构化或者光热响应的结构单元,可以使其在光或者热刺激下发生相转变,引发宏观形状变化。磁场诱导作用02在最近的研究中,利用组合的磁场产生图案化的磁场分布(图(b))制备了不同取向方向的液晶高分子执行器,在加热到各向同性相温度时,实现了扭曲、平面内和平面外倾斜、收缩或者伸长的形态变化。大部分的反应性液晶分子都有多苯环的结构,所以分子具有较强的各向异性抗磁性,使得其长轴倾向于平行外加磁场的方向排列。电场诱导作用03在液晶分子结构中引入极性官能团,例如酯基、腈基或卤素,可以使液晶分子在电场诱导下取向。对于正介电各向异性的液晶,例如以腈基为端基的单官能团液晶单体,由于其长轴方向的介电常数大于短轴,其长轴将平行于电场方向排列;对于负介电各向异性的液晶,例如以二丙烯酸酯为端基的双官能团液晶单体,由于其长轴方向的介电常数小于短轴,其长轴将垂直于电场方向排列。如图2(a)所示,其基本实验操作是在液晶盒中使用电场进行取向,然后利用光引发聚合反应固定取向结构。通过电场诱导的方法,已经制备出了平行或垂直于薄膜表面取向的液晶高分子。不同于磁场的产生方式,电极的图案化可以简单地改变电场分布。光诱导作用04光诱导取向的方法最早使用在液晶显示器领域。在已有的研究中,开发出了例如偶氮苯染料和肉桂酸盐等可以在线偏光下规则排列的分子。其制备的一般过程是将具有线偏振性质的原料和光引发剂灌注到液晶盒中,例如被广泛研究的具有偶氮苯结构的液晶分子,可以在线偏振的蓝光照射下规则排列。如图3所示,TimothyJ.White等人利用激光光栅作为图案化的方法开发出了存在多个沿圆周方向取向的液晶高分子薄膜,其中每一个有序的取向单元体积仅为0.0005mm3,这样在升高温度达到相转变温度时,薄膜从二维的平面变成具有阵列状突起的三维结构,实现了高度方向上超过100倍的变化。光刻法制备表面诱导模板05通过光刻技术可以使用光自由地设计沟槽形貌。表面诱导模板的一般制备过程是用图案化的紫外光照射在旋涂有负性光刻胶SU-8的玻璃片上,被照射区域的光刻胶固化,未照射的区域通过溶液清洗去除,这样就在玻璃表面留下了图案化的沟槽。通过对图案化取向的液晶高分子膜在受到热刺激后产生2D到3D变换过程进行逆向设计。如图4(a)、(b)所示,先通过计算机设计液晶分子的取向结构,
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