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Highly Durable and Tough Liquid Crystal Elastomers

材料科学 弹性体 复合材料 耐久性 脆性 聚氨酯 执行机构 液晶 聚合物 各向异性 断裂(地质) 光电子学 量子力学 电气工程 物理 工程类
作者
Raja Annapooranan,Yang Wang,Shengqiang Cai
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (1): 2006-2014 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acsami.1c20707
摘要

Liquid crystal elastomers (LCEs) are soft materials that exhibit interesting anisotropic and actuation properties. The emerging applications of thermally actuatable LCEs demand sufficient mechanical durability under various thermomechanical cycles. Although LCEs are tough at room temperature, they become very brittle at high temperature (above their actuation temperature), which can cause unexpected failure. We demonstrate a strategy to improve the high temperature fracture and fatigue properties of LCEs by designing interpenetrating polymer networks using a second polyurethane network. By selecting the appropriate composition of the polyurethane networks, the high temperature fracture and fatigue properties of LCEs were significantly enhanced, while retaining their actuation properties. The strategy from this work will help fabricate LCE-based actuators that are tough and durable at high temperatures and under cyclic loading.
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