化学门控的氢键在三维拓扑蓝相液晶聚合物中实现了多功能湿度响应

《Advanced Functional Materials》：Chemically Gated Hydrogen Bonds Unlock Multifunctional Humidity Responses in 3D Topological Blue Phase Liquid Crystal Polymers

可重构氢键驱动的蓝相液晶聚合物通过酸碱处理实现状态切换，解锁宽光谱色变（445-603nm）和强机械驱动（>225°弯曲角），其三维氢键网络促进高效传质，应用于防伪、仿生执行器和呼吸传感器。

　　

摘要

利用可重构的氢键（H-bonds）为智能聚合物编程潜在功能提供了一种强大的策略。本文设计了一种蓝色相液晶（BPLC）聚合物，该聚合物具有由羧酸单体形成的密集氢键网络。这一网络充当了一个化学调控系统：通过简单的可逆酸碱处理，材料可以在被动“锁定”状态（由氢键主导）和高度活跃的“解锁”状态（由离子交联驱动）之间切换。这种激活机制释放了一系列卓越的湿度响应功能，包括快速的、超宽光谱范围的颜色变化（从445纳米到603纳米）以及强大的机械驱动能力（弯曲角度超过225度）。BPLC独特的三维拓扑结构对于实现这些高性能特性至关重要，因为它提供了相互连接的纳米通道，从而实现了高效的质量传输。该平台的多功能性在多种应用中得到了体现，从多层次防伪技术、仿生执行器到可穿戴呼吸传感器等。这项研究为开发具有可编程、按需功能的集成高性能智能材料建立了一个有效的设计范式。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。