液晶彈性體（LCE）能夠響應(yīng)外部刺激進(jìn)行可編程的可逆大尺度變形的特點，在人工肌肉健康發展、軟體機(jī)器人和微機(jī)械系統(tǒng)等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。LCE實(shí)現(xiàn)可逆驅(qū)動(dòng)的必要條件是液晶基元的取向大數據，而機(jī)械拉伸是一種簡單可靠的取向液晶基元的方法長效機製。但此時(shí)液晶基元通常沿拉伸方向排列，這導(dǎo)致LCE展現(xiàn)出單一的驅(qū)動(dòng)模式數字技術，即在拉伸編程方向上表現(xiàn)出冷卻誘導(dǎo)延長奮戰不懈。

鑒于此，浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物學(xué)院謝濤教授和陳冠聰博士報(bào)道了一種由液晶和聚氨酯彈性體組成的互穿雙網(wǎng)絡(luò)措施，調(diào)整兩重網(wǎng)絡(luò)的聚合順序大大縮短，材料表現(xiàn)出兩種相反的驅(qū)動(dòng)模式，即傳統(tǒng)的冷卻誘導(dǎo)延長或反常的冷卻誘導(dǎo)收縮緊密相關。該工作以“Pluralizing actuation behavior of 3D printable liquid crystal elastomers via polymerization sequence control"為題發(fā)表在《Science Advances》上更默契了。浙江大學(xué)謝濤教授和陳冠聰博士為共同通訊作者，浙江理工大學(xué)特聘研究員彭文俊為第一作者培訓，該研究工作受到了浙江理工大學(xué)張先明教授的相關(guān)支持不合理波動，論文第一單位為浙江理工大學(xué)。

本工作設(shè)計(jì)的雙網(wǎng)絡(luò)是可光固化的液晶網(wǎng)絡(luò)和聚氨酯網(wǎng)絡(luò)重要工具。作者將第一重液晶網(wǎng)絡(luò)聚合后溶脹聚氨酯單體積極拓展新的領域，并在拉伸狀態(tài)下聚合第二重聚氨酯網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)液晶基元沿拉伸方向排列更優質，得到冷延長的驅(qū)動(dòng)器LCE/PU（圖1B）競爭力所在；反之，將第一重聚氨酯網(wǎng)絡(luò)聚合后溶脹液晶單體領域，并在拉伸狀態(tài)下聚合第二重液晶網(wǎng)絡(luò)溝通機製，聚氨酯彈性體的回彈力使得液晶基元沿垂直拉伸方向排列，得到冷收縮的驅(qū)動(dòng)器PU/LCE（圖1C）註入新的動力。本工作的延長和收縮都是相對于拉伸編程的方向定義的實現了超越。圖1E中的WAXD證實(shí)了不同的液晶基元取向方向，因此LCE/PU樣條冷卻時(shí)延長去完善，加熱時(shí)收縮橋梁作用，而PU/LCE樣條冷卻時(shí)收縮，加熱時(shí)延長求索。

作者主要聚焦于區(qū)別傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的PU/LCE的反向驅(qū)動(dòng)模式讓人糾結。如圖2所示，施加除拉伸外的編程作用力可以賦予PU/LCE諸如扭轉(zhuǎn)穩定發展、彎曲和剪紙拉花的復(fù)雜驅(qū)動(dòng)行為基石之一。借助光固化3D打印得到具有特定三維形狀的聚氨酯彈性體，進(jìn)一步溶脹液晶并編程聚合增持能力，可以得到埃菲爾鐵塔共同努力，章魚和燈籠等一系列三維驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作取決于編程作用力形式追求卓越，如圖2D所示逐漸完善，同樣的三維物體在施加線性拉伸，或者施加壓縮合理需求、拉伸及扭轉(zhuǎn)的組合力后是目前主流，編程的差異使兩者展現(xiàn)不同的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作。但其驅(qū)動(dòng)方向均為加熱時(shí)向編程作用力方向變形高質量，即展現(xiàn)冷收縮熱延長的反向驅(qū)動(dòng)模式充分發揮。

有趣的是，對PU/LCE在驅(qū)動(dòng)過程中施加外力管理，可以在同一個(gè)樣品中同時(shí)實(shí)現(xiàn)三種驅(qū)動(dòng)模式設計。在無外力情況下，PU/LCE表現(xiàn)出冷收縮模式改進措施，施加外力與材料內(nèi)部垂直應(yīng)力抵消后就此掀開，PU/LCE幾乎沒有驅(qū)動(dòng)，隨著外力繼續(xù)增加實踐者，液晶基元從垂直排列轉(zhuǎn)變?yōu)檠赝饬Ψ较蚺帕腥〉妹黠@成效，因此PU/LCE表現(xiàn)出冷延長模式。圖3B中的WAXD分析證實(shí)了驅(qū)動(dòng)過程中施加外力導(dǎo)致液晶基元取向方向逆轉(zhuǎn)的變化過程數據。結(jié)合激光切割或3D打印得到具有分級結(jié)構(gòu)的樣品創新的技術，驅(qū)動(dòng)過程中施加相同外力時(shí)，不同的區(qū)域會(huì)承受不同程度的應(yīng)力顯著，因此同一樣品可同時(shí)表現(xiàn)不同的驅(qū)動(dòng)模式快速增長，包括冷收縮（紅色）、零驅(qū)動(dòng)（綠色）和冷延長（藍(lán)色）占。

將兩類具有相反驅(qū)動(dòng)模式的材料組裝到同一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中高質量，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)LCE難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜驅(qū)動(dòng)。如圖4所示，在加熱和冷卻切換下LCE/PU和PU/LCE可以展現(xiàn)出猜拳前景、拔河等模仿人類動(dòng)作的行為進一步意見。兩類驅(qū)動(dòng)材料不同的粘接方式會(huì)帶來不同的驅(qū)動(dòng)，如圖4F所示共享應用，同樣的樣條由于粘接方式的區(qū)別生產能力，最終分別展現(xiàn)平面—平面，平面—三維以及三維—三維之間的驅(qū)動(dòng)示範推廣。進(jìn)一步地堅持好，將導(dǎo)電銅箔附于LCE/PU和PU/LCE樣條上，并搭建分別負(fù)責(zé)控制藍(lán)色LED燈和紅色LED燈的電路大幅增加，該雙控開關(guān)可以響應(yīng)溫度的變化從而控制電路特性，高溫時(shí)點(diǎn)亮紅色LED燈，低溫時(shí)點(diǎn)亮藍(lán)色LED燈等特點，合適的長度設(shè)計(jì)使得中間溫度可以同時(shí)點(diǎn)亮兩盞LED燈建言直達。