可塑性α-氰基茋分子晶体

光致弯曲举重

一种可发生固态[2+2]环加成反应的分子晶体，在紫外或可见光照射下表现出优异的光机械弯曲性能，可作为光致动器。

Wei, Yiwei · 陈奎 · Shanshan, Zhu · 武文博 · Zhao, Hongtu · 黄信 · Wang, Na · 周莉娜 · Wang, Ting · 王静康 · 郝红勋

Small 2023

具体参数

举重高度（单晶）

{'zh': '1.5', 'en': '1.5'} cm

举重载荷（复合膜）

{'zh': '18.0', 'en': '18.0'} mg

技术优势

晶体可塑性弯曲

该晶体在机械力下可发生塑性形变而不碎裂，解决了多数光机械晶体脆性易碎的问题，使其能够承受弯曲变形并作为柔性执行器使用。

可见光亦可驱动

光反应不仅可由紫外光触发，紫光照射同样能引起[2+2]环加成反应和弯曲，扩宽了可用光源范围，有利于实际应用。

复合膜增强举重

将晶体与琼脂糖复合后，制成的薄膜在紫外光下可快速举起18.0 mg物体，比纯晶体（0.7 mg）负载能力大幅提高，证明其可用于宏观光致动器。

应用场景

• 柔性光致动器：利用紫外/可见光驱动弯曲，无需外部电源或机械连接，适合微型柔性执行器。
• 微型机器人：小小的晶体钩能举起比自身重的物体，有望作为微型机器人中的光控抓手或运动部件。
• 生物材料与仿生：晶体与琼脂糖复合膜能模仿生物组织的光响应形变，可用于仿生驱动或人工肌肉。
• 智能传感器：光致弯曲形变可转化为可观测的位移，用于检测光照强度或波长的光机传感器。
• 功能高分子复合材料：将光活性晶体分散在聚合物中可获得光驱动复合薄膜，兼具有机晶体的响应性和聚合物的柔韧性。