像向日葵一樣“追光”的智能新材料問世

科技日報天津4月20日電 （記者陳曦 通訊員焦德芳）記者20日從天津大學獲悉，該校封偉教授團隊受自然界向日葵向光特性啓發，成功開發了一種能“追光”的智能新材料——基於MXene增強液晶彈性體的仿生向日葵管狀液晶驅動器。相關成果已發表於國際期刊《先進功能材料》。

據封偉介紹，液晶彈性體是一類優異的智能高分子材料，兼具聚合物彈性和液晶各向異性，同時具有多刺激響應性、類似肌肉的機械性能、可逆驅動變形以及形狀可編程等性能。

封偉帶領研發團隊設計並製備了一種可光聚合的二維MXene納米單體，通過原位光聚合到主鏈型交聯液晶彈性體中，極大增強了材料的機械性能並賦予其優異的光驅動能力。這種新材料能夠像植物莖一樣向光照射的方向彎曲，還具備在三維空間內所有角度快速感知、連續跟蹤和自適應地與入射光相互作用的能力，實現了類似向光性植物的自適應光源精準追蹤。

“作為概念驗證演示，我們用這種新材料製備了一個‘仿生向日葵’，它能夠即時迅速追蹤不斷變化的非聚集光源。”封偉説，“這項研究不僅為開發兼具感知、自反饋和執行功能的軟物質智能材料提供了新思路，還有望為高分子智能材料在自適應光電子學、智能軟機器人等領域的應用研究奠定基礎。”