液晶弹性体（Liquid Crystal Elastomers, LCEs）因其在外界刺激（如光、热、电场）下可逆的大变形、高输出力等特性，被誉为软体机器人、人工肌肉和智能传感器的理想材料。通过引入动态共价键（DCBs）赋予LCEs网络重构能力，进一步实现了驱动模式的可编程与材料回收利用。然而，动态键在驱动过程中的意外激活（尤其在高温下）会导致材料拓扑结构失稳，引发驱动性能衰减甚至灾难性失效，严重制约其实际应用。现有策略往往以牺牲可重构性或驱动性能为代价换取短期稳定性，如何协同解决这一矛盾成为领域内关键挑战。 针对这一难题，清华大学吉岩副教授研究团队提出了一种基于高温激活阈值动态键（α-AC/A）的创新策略，利用α-AC/A动态键的温度“门控”行为，成功制备出兼具长期稳定驱动与高效可重构性的动态LCE材料。α-AC/A动态键在120°C以下保持惰性，避免驱动过程中的意外键交换；而在160°C时迅速激活，实现高效网络重构。本研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金的资助，得到南方电网科学研究院有限公司的帮助。
图1 温度“门控”动态共价键LCE 该设计采用无催化剂UV自由基聚合构建永久交联网络，避免传统碱催化酯交换反应对稳定性的破坏。通过后溶胀法引入α-AC/A动态键，简化合成流程并精准调控动态键含量，平衡LC介晶排列与动态性需求。另外通过永久交联网络辅助，进一步抑制高温下的链段滑移，确保拓扑稳定性。 图2 基于α-AC/A动态键的LCE合成 这种设计使材料在120°C高温下可稳定运行10,000次驱动循环（远超现有动态共价LCE的耐久性），同时保留在160°C下的快速再编程能力，首次实现了稳定性和可重构性的长效可逆切换。在负载下仍能保持稳定的机械功输出，适用于工业级应用场景。 图3 温度“门控”动态共价键LCE的驱动稳定性 该研究通过动态化学的精准调控，解决了动态LCE材料中“稳定驱动”与“可重构性”的固有矛盾，为智能软驱动器在高温环境下的长时可靠运行提供了全新解决方案。这一设计策略可拓推动了智能材料在柔性电子、医疗设备等领域的实际应用。 论文信息 Thermally Gated Covalent Adaptivity in Liquid Crystal Elastomers for Stable Actuation Yixuan Wang, Enjian He, Huan Liang, Yuting Wang, Zhijun Yang, Shuhan Zhang, Prof. Yen Wei, Guoli Wang, Chao Gao, Prof. Yan Ji Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202506571
