近期，我室在《ACS Applied Materials & Interfaces》上发表题为“Fabricating Freestanding, Broadband Reflective Cholesteric LiquidCrystal Networks via Topological Tailoring of the Sm−Ch Phase
Transition”的研究论文(ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 21425−21434)。我室2019级博士研究生李露为论文第一作者，杨科珂教授和石玲英副教授为通讯作者。
【研究背景】
自然界中丰富多样的生物系统为人类提供了多方面的色彩灵感，例如从那些具备独特光子晶体结构的生物中获得启发，构筑出具有绚丽结构色的刺激响应柔性材料和显示设备等。手性液晶弹性体因其独特的手性螺旋结构及螺距环境响应性等，使其成为一种极具发展潜力的柔性光子晶体材料。目前，有较多具有宽波长范围热致变色的手性液晶聚合物报道。然而，设计出同时具有宽范围热致变色、良好的灵活性和自支撑性能的材料仍然是一个很大的挑战。
【主要内容】
该工作通过协同调节液晶前驱体液晶相转变温度范围、手性基元组装温度及网络拓扑结构的策略，发展了一种简单的可定制覆盖全可见光波长范围的有色薄膜。结合光掩模板法可获得不同的彩色图案，在信息存储与加密、可反复擦写智能书写纸等领域具有重要的应用前景。
首先合成了一种单丙烯酸酯类非手性液晶单体，其具有较低的向列相-各向同性相转变温度和较宽的向列相温度范围，并通过调节手性和非手性混合物的组成，精确地控制了25-90 °C之间手性液晶前驱体的热响应颜色变化。其中100%含量的单丙烯酸酯类非手性液晶不仅有利于手性液晶前驱体的约250 nm波长范围的热致变色，而且保证了聚合物网络的柔韧性和机械变色能力（图1、图2）。接着进一步利用光掩模板并在不同温度下的进行光照制备了具有可清晰辨认的彩色图案的薄膜（图3）。最后通过在聚合物网络中加入了不反应但可移动的液晶分子5CB，赋予了薄膜溶剂响应性能，同时这些薄膜样品具有优异的可重写性能（图4）。
图1 不同比例手性和非手性混合物的组成及前驱体热致变色范围
图2 手性液晶聚合物机械变色范围
图3 基于手性液晶聚合物得到的彩色图案
图4 手性液晶聚合物薄膜溶剂响应及可重写性能
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.3c00931
