硫醇-异氰酸酯LCE

高韧自修复

引入硫代氨基甲酸酯动态键，使光刻印液晶弹性体兼具高韧性、大伸长率、自修复与化学可回收性。

王以轩 · Enjian, He · Liang, Huan · 王宇婷 · Zefeng, Chen · Yang, Zhijun · Zhang, Shuhan · Wang, Guoli · 危岩 · 吉岩

Angewandte Chemie - International Edition 2026

具体参数

断裂韧性

{'zh': '85.3 ± 2.5', 'en': '85.3 ± 2.5'} MJ m⁻³

断裂伸长率

{'zh': '1498.1 ± 32.5', 'en': '1498.1 ± 32.5'} %

驱动负载

{'zh': '10000', 'en': '10000'}

疲劳与驱动循环

{'zh': '10000', 'en': '10000'}

回收低聚物含量

{'zh': '90.0', 'en': '90.0'} wt%

回收低聚物成本占比

{'zh': '98.3', 'en': '98.3'} %

技术优势

能重印回收

硫代氨基甲酸酯键作为动态光固化位点，使 LCE 可解交联回收低聚物，回收低聚物占树脂质量 90.0 wt%，能重复打印且性能损失小。

韧性高一个数量级

传统光刻印 LCE 韧性低于 10 MJ m⁻³，本工作通过高氢键密度和分子设计自由度提升至 85.3 ± 2.5 MJ m⁻³，同时断裂伸长率高达 1498.1 ± 32.5%。

能自修复

动态硫代氨基甲酸酯键在损伤后可重新键合，使 LCE 具备自修复能力，延长软执行器使用寿命。

应用场景

• 软体执行器：用高韧、自修复的打印件制造复杂形变执行器，承受 10 000 次循环。
• 软体机器人：用作机器人软体部件，负载达自重 10 000 倍且可自修复。
• 自修复材料：动态硫代氨基甲酸酯键使损伤后重新键合，延长使用寿命。
• 光刻印弹性体：摆脱丙烯酸酯限制，光刻印高韧性且可回收的弹性体。
• 增材制造聚合物：硫醇-异氰酸酯光聚合平台实现高性能聚合物增材制造。