液晶弹性体（Liquid Crystal Elastomers, LCEs）作为兼具聚合物网络弹性和液晶基元各向异性的智能材料，在外界刺激（如温度、光、电场等）作用下，液晶基元可发生从向列相（有序态）向各向同性相（无序态）的可逆转变，从而驱动聚合物网络产生宏观形变（如收缩、弯曲等）。得益于其高驱动应变、可编程形变能力及可逆响应特性，液晶弹性体在人工肌肉、软体机器人及柔性驱动器领域展现出重要潜力。

针对当前液晶弹性体的热致形变受限于驱动温度阈值过高的难题（普遍超过80℃），近日，江苏大学徐琳教授、丁建宁教授课题组与北京理工大学陶然副教授、美国科罗拉多大学Franck教授通过跨学科合作，成功开发出具有突破性性能的新型人体体温驱动超拉伸液晶弹性体。该研究创新性地提出了螺旋编程取向制备技术，通过两阶段巯基-丙烯酸酯迈克尔加成与光聚合反应，研制了预编程应变高达 2500% 的超拉伸液晶弹性体，超越了传统液晶弹性体的应变极限。特别值得关注的是，在此基础上制备的超拉伸液晶弹性体LCE-25驱动器展现出优异的低温驱动特性，极大降低了液晶弹性体驱动器所需的响应温度，可实现25~33 ℃驱动温度下16.75°/s的热形变。该研究以“Body temperature actuated liquid crystal elastomers from hyper tensile preprogramming”为题发表在国际著名TOP期刊《Advanced Functional Materials》上（IF 18.5）。

图1：LCE-25的人体温度驱动。（A）手指接触使得LCE-25热传导加热产生热致弯曲形变。（B）手指跟随使得LCE-25热辐射加热产生热致弯曲形变。（C）人体呼吸使得LCE-25对流加热产生热形变。（D-E）三种加热模式的弯曲角度-时间曲线、温度-时间曲线及弯曲/加热速率。

江苏大学徐琳教授、北京理工大学陶然副教授和科罗拉多大学Franck教授为该论文的共同通讯作者，研究生朱陈和Samuel为论文的共同一作，江苏大学机械工程学院为该论文的第一单位。该工作得到了国家自然科学基金面上项目(52275290)、国家自然科学基金“共融机器人基础理论与关键技术研究”重大研究计划集成项目（92248301）、机械系统与振动国家重点实验室科研项目（MSV202419）、工程仿生教育部重点实验室开放基金(KF2023006)等项目的支持。

论文信息：

Body temperature actuated liquid crystal elastomers from hyper tensile preprogramming. Lin Xu, Chen Zhu, Samuel C. Lamont, Ran Tao, Yiqi Mao, Zongben Guan, Lizhi Zhang, Jianning Ding, Franck J. Vernerey, Advanced Functional Materials, 2025, 2424033.

https://doi.org/10.1002/adfm.202424033