分會

第二十四分會：功能晶態(tài)材料

摘要

刺激響應(yīng)致動材料在人工肌肉、光開關(guān)、光驅(qū)動器、軟機(jī)器人、微型器件等領(lǐng)域有著廣泛的潛在應(yīng)用。其中利用光或外力刺激，實(shí)現(xiàn)晶體材料的可逆宏觀形變是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。在本文中，合成了氯代和氟代的 (E)-1,4-二苯基丁-2-烯-1,4-二酮衍生物A和B。值得注意的是，所制備的晶體在紫外光或外力刺激下表現(xiàn)出類似的機(jī)械運(yùn)動行為，獲得了光/力雙驅(qū)模式下的致動型晶體材料。例如，條帶狀晶體A在紫外光誘導(dǎo)下可發(fā)生右手或左手螺旋運(yùn)動，且晶體A在外力作用下可發(fā)生塑性彎曲，能被卷曲成螺旋體。針狀晶體B在紫外光照射下能發(fā)生彎曲運(yùn)動，隨后伴有細(xì)小晶體從大晶體表面剝離，同時，晶體B在局部機(jī)械力作用下可以發(fā)生彈性彎曲。核磁共振氫譜研究說明分子間的光誘導(dǎo)[2 + 2]環(huán)加成反應(yīng)是晶體發(fā)生光致機(jī)械變形的主要驅(qū)動力。單晶結(jié)構(gòu)和Hirshfeld表面分析揭示了不同氫鍵網(wǎng)絡(luò)對晶體的機(jī)械性能的影響。在本工作中，將不同的鹵素引入到同一分子骨架上獲得了形變行為不同的柔性分子晶體，對晶體A的機(jī)械塑性形變、晶體B的機(jī)械彈性形變、晶體A和B的光致動性能的研究有助于我們更好地理解分子結(jié)構(gòu)-性能的關(guān)系，為兼具光能-機(jī)械能轉(zhuǎn)化、機(jī)械能-機(jī)械能轉(zhuǎn)化體系的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)，拓寬了多模式驅(qū)動型致動器的應(yīng)用領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞

彈性形變;塑性形變;分子晶體;光致動;[2 + 2]環(huán)加成反應(yīng)

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