一步法制备热/电双重响应性液晶复合材料：通过可逆加成-断裂链转移聚合诱导的自组装（RAFT-PISA）实现的有效策略

《Reactive and Functional Polymers》：One-step construction of thermally/electrically dual-responsive liquid crystal composites: An effective strategy via reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization-induced self-assembly (RAFT-PISA)

　　

强罗|华福|阿萨杜拉·汗|李国|雷马|刘大环

摘要

聚合物分散液晶（PDLC）在柔性电子器件中得到了广泛应用。然而，其传统的微结构通常是通过调整固化温度、聚合速率和组成来实现的，但这些微结构往往具有不规则的形态。这导致了较高的驱动电压和缓慢的热响应，从而影响了器件的性能，并限制了其更广泛的应用。本文介绍了一种基于可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合技术的液晶-嵌段共聚物（LC-BCP）微胶囊（E7@PEGMA-b-PMMA）的制备方法，该方法采用了聚合诱导自组装（PISA）技术。这些微胶囊具有大规模的核壳结构，粒径为10微米。通过分散红-1（DR-1）与液晶分子之间的相互作用，LC-BCP系统的相变温度从59.6°C降低到了55.6°C，同时液晶的封装能力从4.2%下降到了26.8%。基于E7@PEGMA-b-PMMA复合薄膜的柔性器件表现出双模式的热致/电致变色特性：其透明度可以通过60°C的热刺激或60V的电场激活实现可逆切换。即使薄膜厚度约为30微米，其透射率仍可保持在90%以上，且响应速度（约13秒）比传统的PDLC更快。不过，相对较高的工作电压（约60V）以及缺乏长期循环稳定性数据仍然是该技术的局限性。这种基于RAFT-PISA的制备方法有效解决了PDLC制备过程中的关键问题，并降低了其较高的驱动电压要求。如果在未来的研究中能够进一步降低驱动电压并验证其操作的耐用性，这种材料在智能材料和防伪技术中的应用前景将十分广阔。