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光活性功能软材料（制备、性能与应用）|| 光响应性聚烯烃

DOI：10.1002/9783527816774.ch9 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 大自然在生命生化结构的审美性、精确控制的复杂性及其运作方式上无可匹敌。自然界这些精妙的功能性层级结构主要由多肽和多糖等生物聚合物构成，它们经过长期进化，能够对从分子到宏观层面的各种不利外部刺激作出响应，包括颜色、形状、孔隙率和刚度的变化。最常用的合成大宗聚合物是聚烯烃。但与大多数已知合成聚合物一样，聚烯烃的功能特性是静态的。挑战在于基于聚烯烃等大宗聚合物开发具有商业可行性的刺激响应型聚合物材料。若能使其对外部刺激（如光）产生响应，这类光响应材料将在光学存储、传感器、执行器、人工肌肉和软体机器人等领域获得广泛应用。本章将简要讨论光响应聚合物系统及光响应大宗聚合物的需求，随后通过典型案例介绍光响应聚烯烃的最新进展，并进一步探讨该领域面临的挑战与未来发展方向。
作者： Shaji Varghese，John R. Severn，Albertus P. H. J. Schenning
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种基于聚烯烃等商品聚合物、具有商业可行性的刺激响应型聚合物材料，该材料能对外部刺激（如光）作出响应，可应用于光存储、传感器、执行器、人工肌肉及软体机器人领域。

研究成果

光响应性聚烯烃为开发低成本、柔韧且机械性能强韧、能将光转化为机械功的材料提供了一条前景广阔的途径。尽管存在光氧化降解和发色团不相容等挑战，但材料设计和复合材料制备技术的最新进展提供了潜在解决方案。未来的研究方向包括提高机械功输出、增强材料稳定性，以及探索在软体机器人和微器件中的新应用。

研究不足

主要挑战包括聚烯烃在紫外线照射下的光氧化降解，以及光响应发色团与非极性聚烯烃基体的不相容性。此外，当前光响应材料的机械功输出和光能转换效率对于所有预期应用而言还不够高。

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