自然界中的結構色是一種令人著迷的現象，光照射到周期性結構表面會通過布拉格反射產生鮮艷的顏色。膽甾相液晶彈性體（CLCE）具有周期性的螺旋結構和高分子網絡，可通過光、熱、電等外部刺激對結構色動態調節。然而，由于高分子網絡一旦形成就無法修改，結構色在撤除外部刺激后會自發恢復到初始狀態，其實際應用受到限制。在交聯網絡中引入動態鍵被認為是一種有效的改進方法。然而，激發動態鍵的交換一般需要高溫或高強度的紫外線等條件，可能對CLCE的周期性結構造成破壞，從而損害其光學特性。由于可見光具有非侵入性和精確控制能力，其在各種激活機制中脫穎而出，通過可見光實現膽甾相液晶彈性體的精確編程是研究人員所追求的目標。
這一工作近期以“Visible-light-programmed patterning in dynamically bonded cholesteric liquid crystal elastomer”為題，發表在《Nature Communications》（DOI：10.1038/s41467-024-54881-z），北京科技大學新材料技術研究院2024級博士生劉家樂為該工作的第一作者，北京科技大學胡威副研究員為此工作的通訊作者。該研究工作得到了國家重點研發計劃和國家自然科學基金委的資助。
圖2. CLCE的合成和性能表征。
圖 3. 通過二硒鍵交換實現CLCE的可控編程。
圖 4. CLCE的顏色重編程和自修復性能。
圖 5. 多模式下鍵交換實現高分辨率彩色CLCE。
作者簡介：
楊槐教授北京大學材料科學與工程學院教授，教育部特聘教授，國家杰出人才項目獲得者，英國皇家化學會會士(FRSC)，國家基金委創新研究群體負責人，中國新材料產業技術創新戰略聯盟副理事長，科技部“高端功能與智能材料”總體專家組專家。1996年-2003年先后作為日本九州大學訪問研究員、日本福岡工業、科學和技術振興財團、日本科學技術振興事業團的研究員在日本從事研究工作；2002年獲得日本九州大學博士學位。主要研究方向為固態聚合物電解質、液晶/聚合物復合材料、刺激響應液晶聚合物和智能窗口。在Nat. Commun.和Adv. Mater.等國際學術期刊上發表SCI論文330余篇；已獲80余項國家發明專利授權。作為第一完成人，獲2014年教育部技術發明獎一等獎、2016年教育部自然科學獎一等獎、2016和2021年國家技術發明二等獎。
胡威副研究員北京科技大學副研究員，博士生導師。2019年獲北京科技大學理學博士學位；后于北京大學材料科學與工程學院從事博士后研究工作；2022年2月進入北京科技大學新材料技術研究院從事工作。目前主要從事基于液晶聚合物、液晶與聚合物復合材料的功能化研究。主要研究方向為聚合物固態電解質、智能響應材料、藍相液晶材料、液晶材料及液晶與聚合物復合材料等。以第一或通訊作者在Nat. Comm.、Angew. Chem.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci等國際學術雜志上發表多篇SCI論文，申請并獲授權多項國家發明專利。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-54881-z#Bib1
