Mistry, Devesh; Traugutt, Nicholas A.; Yu, Kai et al. · 2021 · Journal of Applied Physics

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Authors: Mistry, Devesh; Traugutt, Nicholas A.; Yu, Kai; Yakacki, Christopher M.

📄 Quick Note¶

摘要概述¶

本文是一篇 Perspective 综述，系统回顾了 liquid crystal elastomers（LCEs）作为 shape actuator 的 processing 与 reprocessing 关键进展。文章围绕三条主线展开：(1) 如何通过 electrical、thermal、photo 等 stimulus 提升 LCE actuation 的实用性；(2) dynamic covalent chemistry（如 vitrimer 网络、disulfide、boronic ester 等）如何赋予 LCE 可重塑、可回收及 self-healing 能力；(3) additive manufacturing（DIW、DLP、two-photon polymerization）如何突破传统薄膜工艺限制，实现 bulk 3D 与复杂 director pattern 的器件。作者展望了未来 3–6 年内 LCE 走向商业化 actuating 技术所剩余的壁垒，主要集中在 effective powering、scalable processing 与 recyclable material design 三方面。

关键图表¶

Figure 1：展示 He et al. 提出的基于 Joule heating 的 tubular LCE 软体机器人器件，是首个完全 standalone 的 LCE actuator 示例，说明了 thermal/electrical 驱动从概念走向实用器件的趋势。
Figure 2：LCE 薄膜折叠成 Miura pattern 并通过 UV 下 BER（bond exchange reaction）编程实现 reversible shape changing，体现了 dynamic chemistry 在可重塑形状记忆器件中的应用。
Figure 3：汇总了不同 DIW 3D 打印 LCE actuator 的 strain actuation 与 print speed 关系，揭示打印工艺参数对单畴取向与致动性能的强耦合影响，是 additive manufacturing 工艺优化的关键参考图。

与我的关联¶

LCE 作为 stimulus-responsive soft actuator，其 monodomain 取向、dynamic network 重塑与 finite deformation 行为，与血管 G&R 中软组织在力学与化学耦合下的 remodeling 机制存在方法论上的类比，可为构建 active、可重塑的血管壁本构模型提供跨学科启发。