光致形变液晶高分子及其纳米复合材料

摘要

交联液晶高分子兼具高分子材料良好的加工性能、机械性能和液晶材料特有的结构有序性,成为刺激响应性形变材料的一个新兴而又重要的分支.与热、电场、磁场、pH值等外界刺激方式相比,光能以其特有的环保性、远程可控性、瞬时性等优异特性受到更多的关注.近年来,人们通过在交联液晶高分子中引入光响应性偶氮苯基团,使整个材料在紫外光作用下实现了收缩或弯曲等不同方式的形变.但是,目前已开发的光致形变液晶高分子材料大多为紫外光响应,存在生物体危害性问题,并且光刺激响应的应力小,无法满足器件开发对材料性能的要求.本文中,通过将含偶氮二苯乙炔的液晶高分子与稀土上转换纳米粒子NaYF4∶YbTm复合的方法,制备出近红外光响应的复合材料薄膜.此外,利用取向碳纳米管膜作为液晶排列的定向层,诱导液晶基元沿碳管排列方向产生高度取向,制备出高取向交联液晶高分子/碳纳米管复合材料薄膜.该复合材料薄膜所产生的光致应力比未复合的液晶膜提高了近一倍.