天津大学封伟教授团队 Angew：仿生变色手性液晶弹性体-形状可编程且室温自修复

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自然界中许多生物拥有令人敬畏的自适应变色伪装能力，从而能够躲避天敌或者向同类发出交流信号。例如变色龙能够通过主动控制细胞层内部的纳米晶体的排列结构，可以根据周围环境实现自身颜色的变化，达到与背景颜色匹配隐身的目的。仿生自然界生物体智能变色隐身的机制，开发新型的仿生智能变色材料与技术是当前重要的研究方向。手性液晶材料如胆甾相液晶（Cholesteric Liquid Crystal Elastomers, CLCEs）是一类具有周期性螺旋超结构的手性软光子晶体，不仅选择性地反射不同波长的可见光，还能够灵敏地响应环境刺激变化如力、热、电、光、磁等，呈现出结构色的动态变化，这种手性液晶智能变色材料在军事伪装和智能机器人等领域都具有广泛的应用前景。

近日，天津大学封伟教授、王玲教授团队受自然界变色龙智能变色机制启发，将动态共价硼酸酯键引入主链型胆甾相液晶弹性体中，成功开发了一种兼具力致变色、形状可编程和室温自修复特性的胆甾相液晶弹性体。相关成果以题为“Mechanochromic, Shape-Programmable and Self-Healable Cholesteric Liquid Crystal Elastomers Enabled by Dynamic Covalent Boronic Ester Bonds”在国际权威期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表。天津大学材料学院硕士生马佳哲为论文第一作者，青年教师杨言昭博士为论文共同第一作者，天津大学王玲教授和封伟教授为论文通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金和天津市自然科学基金等项目的资助。

该团队成功制备了CLCE智能变色光子晶体薄膜，其在机械力的作用下，能够表现出圆偏振反射颜色在整个可见光谱范围内的可逆和动态变化。利用热激发动态B-O键交换特性，实现了CLCEs的任意颜色和三维形状可控编程，并且CLCEs的形状和颜色能够通过改变温度实现可逆调控。值得一提的是，研究还发现具有较高含量B-O键的CLCEs在室温下表现出优异的自修复能力。本研究提供了一种简单和通用的方法制备兼具力致变色、4D（颜色和3D形状）可编程和高效自修复特性的CLCEs，有望为开发基于“智能”软物质材料的仿生变色伪装材料、自适应光学系统和软体机器人等技术的发展开辟新的道路。

论文信息：

Jiazhe Ma, Yanzhao Yang, Cristian Valenzuela, Xuan Zhang, Ling Wang* and Wei Feng*. Mechanochromic, Shape-Programmable and Self-Healable Cholesteric Liquid Crystal Elastomers Enabled by Dynamic Covalent Boronic Ester Bonds. Angewandte Chemie International Edition, DOI: 10.1002/anie.202116219

全文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202116219 

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