近日，我院先进高分子材料研究所高分子智能材料团队在高精度柔性致动器领域取得新进展，相关成果以“Intrinsic Carbon Nanotube Liquid Crystalline Elastomer Photoactuator for High-Definition Biomechanics”为题发表在材料领域高水平期刊Materials Horizons（IF: 13.26）上。郑州大学材料学院博士生张居中、硕士生孙丹丹为共同第一作者，刘水任副教授和刘旭影教授为共同通讯作者，郑州大学材料学院为唯一通讯单位。

光热响应型致动器能够通过各种光源进行远程局部驱动，在微纳成型、智能制造和控制领域备受关注。目前，许多高分子智能材料已应用于光热驱动器，但致动应力低，机械性能差，控制精度和可靠性低，主要归因于物理共混法导致填料的自发聚集和界面滑动。所以，设计和制备新型高分子智能材料，提升致动应力和控制精度等性能，是目前该领域的研究焦点。

这项研究报道了一种基于本征型光响应液晶弹性体的致动器设计的新策略。该策略通过共价键将具有优良光热转换能力的碳纳米管引入到热响应液晶弹性体网络中，结合单轴拉伸技术，实现了功能化碳纳米管在液晶弹性体基体中的良好分散和取向，从而构建出高效、连续的光热转换和热传导网络。此外，研究表明，液晶分子与碳纳米管的π-π相互作用及共价键抑制了界面滑动并显著提高了弹性体的机械鲁棒性。所制备的液晶弹性体表现出优异的机械韧性(抗拉强度为13.89 MPa(||))、高稳定性(100次循环后保持率为99%)、快速的光热响应和较大驱动力(最大驱动应力为1.66 MPa)。最后，通过微纳成型技术制备了可远程精准光驱动控制的仿生机构，如人造花朵和机械手等，并进行了真空环境下的演示实验。另外，由该方法制备的材料易于成型加工，为下一步通过3D打印等新型技术制造新一代智能机器人和仿生机械系统提供了新思路。

该课题受到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、高等学校学科创新引智计划(111计划)等项目的支持。（供稿：张居中；审核：刘水任）

论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/mh/d1mh01810h/unauth