Name: synthesis of programmable main-chain liquid-crystalline elastomers using a two-stage thiol-acrylate reaction
Uploaded: 2016-01-19T13:00:00
Duration: 11 min 17 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Programmable Main-chain Liquid-crystalline Elastomers Using a Two-stage Thiol-acrylate Reaction at JoVE.com

Эта работа была поддержана NSF КАРЬЕРА Award CMMI-1350436, а также в Университете Колорадо в Денвере от центра факультета развития. Авторы хотели бы выразить признательность Jac Corless, Эрик Losty, и Ричард Wojcik за помощь в разработке приборов и пресс-форм для синтеза и характеристики этих материалов. Авторы хотели бы также поблагодарить Брэндон Манг и Ellana Тейлор их предварительной характеристики материалов.

1. Подготовка жидкокристаллических Эластомеры LCEs <ol><li> Добавить 4 г 4-бис- [4- (3-acryloyloxypropypropyloxy) бензоилокси] -2-метилбензол (RM257) в мл флакон 30. RM257 является ди-акрилата мезогена и принимается в виде порошка. Растворите RM257 добавлением 40 мас% (т.е. 1,6 г) толуола и тепла до 80 ° С на горячей плите. Этот процесс обычно занимает менее 5 мин, чтобы растворить RM257 в раствор. Примечание: Другие растворители могут быть использованы для растворения RM257, таком как дихлорметан (ДХМ), хлороформ, диметилформамид и; Однако, толуол был выбран потому, что он позволяет мономеры вылечить при комнатной температуре, не имея испарени растворител в процессе реакции быстро, в то время ДХМ и хлороформ может быстро испаряются при комнатной температуре до того, как Майкл-реакция присоединения завершается. Диметилформамид может растворить RM257 немедленно без нагрева, но требует очень высоких температур, чтобы удалить растворитель (~ 150 ° С). Камаль и парк использовали комбинацию DCMи жидкий кристалл, CB5, чтобы растворить RM257. 31 </li><li> Охлаждают раствор до КТ. Добавить 0,217 г пентаэритриттетракис- (3-меркаптопропионат) (PETMP), тетра-функциональный тиольного сшивания мономера, и 0.9157 г 2,2- (этилендиокси) diethanethiol (EDDET), ди-тиол мономера. Молярное отношение тиоловых функциональных групп между PETMP и EDDET является 15:85. Это отношение будет называться 15% мол PETMP на протяжении всего исследования. Примечание: Если RM257 кристаллизуется в ходе этого процесса, временно разместить флакон обратно на горячей плите 80 ° C до мономерных возвращается в растворе. Охлаждают раствор до КТ, прежде чем приступить к выполнению следующих шагов. </li><li> Растворите 0,0257 г (2-гидроксиэтокси) -2-метилпропиофенон (HHMP) в раствор. HHMP является фотоинициатор используется для включения реакции фотополимеризации второй стадии. Этот шаг может быть пропущен, если не будут использованы реакцию второй стадии. </li><li> Готовят отдельный раствор катализатора путем разбавления дипропиламин(ДПА) с толуолом в соотношении 1:50. Добавить 0,568 г разбавленного раствора катализатора к раствору мономера и смешать энергично на вихревом смесителе. Это соответствует 1% мол катализатора по отношению к тиоловых функциональных групп. Примечание: Добавление в неразбавленном катализатора, например, DPA, к решению, скорее всего, приведет к чрезвычайно быстрому локализованной полимеризации и предотвращения манипуляции раствора полимера в нужное форму, подробно в следующих шагах. </li><li> Поместите раствор мономера в вакуумную камеру в течение 1 мин при 508 мм рт.ст., чтобы удалить любые воздушные пузыри, вызванные смешиванием. Немедленно выполните этот шаг после смешивания. </li><li> Сразу передачи раствор в желаемом формы или инъекции раствора между двумя предметными стеклами. Пресс-формы должны быть изготовлены из полиэтилена высокой плотности. Формы не должны быть покрыты, как Майкл-реакции присоединения относительно нечувствительна к ингибированию кислорода. </li><li> Разрешить реакция протекать в течение, по крайней мере 12 часов при комнатной температуре. Решение начнет гель жithin первые 30 мин. </li><li> Образцы место в вакуумной камере при 80 ° С и 508 мм рт в течение 24 часов для испарения толуола. После завершения образцы должны иметь глянцевую белую непрозрачную и внешний вид при комнатной температуре. </li><li> Повторите процедуру, чтобы адаптировать соотношение тетра-функциональной к ди-функциональных мономеров тиоловых в шаге 1.2 с коэффициентами 25:75 50:50 и 100: 0, соответственно. Подробное таблица химических составов, используемых в данном исследовании показано в Таблице 1. </li></ol> 2. Кинетика исследование двух-стадии реакции в режиме реального времени ИК-фурье <ol><li> Одета спектрометр с детектором MCT / B и XT-KBr светоделителем. </li><li> Приготовить смесь, используя протокол описанной выше в приготовлении LCE секции, используя 0,5 моль% катализатора по отношению к тиоловых функциональных групп и 0,5% по массе фотоинициатора. Два инициаторы испытывали по отдельности, 2-2-диметокси-2-фенилацетофенон (УД) и HHMP. УД является более широко используются яnitiator, а HHMP является более стабильным при повышенных температурах. </li><li> Положите одну каплю смеси LCE между кристаллами NaCl сразу после смешивания с помощью стеклянной пипетки. </li><li> Запись спектров в размере интервала дискретизации 2,92 сек. </li><li> Монитор превращение тиоловых групп с использованием пикового профиль высоты с пиком поглощения SH на 2,571 см -1 с базовой 2,614 - 2,527 см -1. </li><li> Монитор преобразование акрилатных групп с использованием пикового профиль высоты с пиком поглощения С = C при 810 см -1 с базовым 829 - 781 см -1. </li><li> Оставляют реакционную не действовать в соответствии с FTIR при комнатной температуре до тех пор, тиольной максимальной высоты плато, показывает 100% -ную конверсию тиоловых групп. </li><li> После полной конверсии тиольной группой, повернуть на 365 нм источника света, оснащенного световода в течение 10 мин, чтобы завершить полимеризацию акрилатов избыточных при 350 мВт / см 2 интенсивности, которые могут быть измерены с помощью радиометра фотометра. </li><li> Монитор превращение акрилатными группами, как описано в 2.6. </li></ol> 3. Динамический анализ Механический (DMA) <ol><li> Приготовьте два стеклянных слайдов распылением поверхностей слайдов с гидрофобной поверхностью агента и не тереть поверхности с бумажным полотенцем досуха. </li><li> Стек скользит вместе так, что они отделены с 1 мм распорки. Распорки могут быть сокращены на скоринга и ломая отдельной стеклянной слайд для измерения примерно 25,4 мм х 5 мм х 1 мм. Зажим слайды вместе, используя связующее клип на каждом конце. </li><li> Вводите раствора мономера между слайдами, используя стеклянную пипетку. Это требует приблизительно 1,5 г полученного раствора мономера. </li><li> Разрешить образец вылечить, по крайней мере 12 часов в соответствии со стадией 1.7. Отделите стеклянные слайды и высушите образец согласно шагу 1.8. </li><li> Использование лезвия бритвы или ножницы, вырезать прямоугольные образцы для испытаний с размерами 30 х 10 х 1 мм 3. </li><li> Загрузите образец опоруботать надлежащим образом в машине DMA. Проверьте образец при растяжении режиме, с активной длиной размером 10 до 15 мм. Будьте осторожны, не затягивайте захваты на тестовом образце, 0,1 Нм часто слишком много крутящего момента при затягивании ручки. </li><li> Цикл образец в 0,2% -ной деформации с частотой 1 Гц от -50 до 120 ° С со скоростью нагрева от 3 ° С / мин. Установите силу трек до 125%. </li><li> Измерьте температуру стеклования (Т г) на пике кривой загар ∂. </li><li> Измерьте температуру перехода изотропный (Т) и я, самая низкая точка на кривой модуля упругости. </li><li> Измерьте резиновой модуль, E &#39;R, при Т я +30 ° C. </li></ol> 4. Процедите до отказа тесты <ol><li> Подготовка HDPE формы фрезерованием ASTM Тип V-собака костных полостей на глубине 1 мм. </li><li> Использование стеклянной пипетки, заполнить каждую полость собаки кости до тех пор, пока раствор мономера находится на одном уровнес верхней части формы. Разрешить образцы для лечения и высушить в соответствии с процедурой 1.7 и 1.8. </li><li> Подготовьте 5 растягивающие образцы из образцов LCE сформулированные с разной концентрацией PETMP сшивающих 15, 25, 50 и 100% мол. </li><li> Установка двух частей отражающей лентой лазерного 5 до 7 мм друг от друга в пределах длины образца образца. </li><li> Загрузите образец в механической тестер оснащен лазерным экстензометром, тепловой камеры, и 500 Н нагрузка клеток. Используйте самозатягиванием ручки для фиксации образцов, а образцы будут вытеснить из клиновых захватов при высоких значениях напряжения. Выравнивание лазерный экстензометра образом, чтобы отслеживать точное изменение длины в зависимости от приложенного напряжения. </li><li> Штамм образцов при комнатной температуре со скоростью смещения 0,2 мм / сек до отказа. Определить отказ от перелома образца. </li><li> Тестовые дополнительные образцы 15 моль% PETMP сшивающего агента для тестирования деформации до отказа как функции температуры. Образцы при -40, -30, -20, -10, 0, 10, 22, 40, 60, и 80 ° С. Удерживая все образцы изотермически при желаемой температуры теста в течение 10 мин перед испытанием. </li></ol> 5. Форма жесткости и Исполнительные тесты <ol><li> Подготовка ПЭВП пользовательский собачьей кости формы с длиной избыточного 25 мм и площадью поперечного сечения 1 мм × 5 мм. </li><li> Подготовьте 15 моль% раствора мономера PETMP в соответствии с процедурой 1,1 до 1,5. </li><li> Используя стеклянную пипетку, заполнения каждой полости формы до тех пор, пока раствор мономера находится на одном уровне с верхней части формы. </li><li> Разрешить образцы для лечения и высушить в соответствии с процедурой 1.7 и 1.8. </li><li> Установка двух частей отражающей ленты лазера 5-7 мм друг от друга в пределах длины образца образца. Загрузите образец согласно шаг 4.5. Использование постоянный маркер, отметьте точку на другой стороне каждой части отражающей лентой. Запишите длину между точками. </li><li> Штамм образцов при комнатной температуре со скоростью смещения 0,2 мм / сек до 100%, 200%, 300%, или 400% -ной деформации. </li><li> Сохраняя йе желаемый уровень деформации, подвергать образец на 365 нм УФ источника света с интенсивностью ~ 10 мВт / см 2 в течение 10 мин, удерживая УФ-лампой примерно 150 мм от образца. </li><li> Выгрузка образец, а затем нагреть его выше Т я, чтобы вызвать срабатывание. Разрешить образец охлаждаться до комнатной температуры и записи длины между точками. </li><li> Рассчитать неподвижность, используя следующее уравнение: <img alt="Уравнение 1" src="/files/ftp_upload/53546/53546eq1.jpg" width="500" /> где ε наносимой программирования напряжение, прежде чем фото сшивки (измеряется лазерным экстензометром) и Е фиксированной это количество остаточной деформации после фото-сшивки (измеряется по изменению точка перемещения). </li><li> Сокращение 30 мм длины образца от центральной части запрограммированных образца. </li><li> Загрузите образец должным образом в тестере DMA. Проверьте образец при растяжении режиме, с активной длиной измерения 13 до 15 мм. Убедитесь, что не затягивайте йе ручки на испытательном купона. </li><li> Равновесие образца при 120 ° С в предварительной нагрузкой 0 N. Охлаждают образец со 120 до -25 ° С со скоростью 3 ° С / мин. Поддержание предварительного силу при 0 N для всего теста. </li></ol>

<ol>
	<li>Brommel, F., Kramer, D., Finkelmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Liquid+Crystalline+Elastomers.">Preparation of Liquid Crystalline Elastomers.</a> Adv Polym Sci. 250, 1-48 (2012).</li><li>Ohm, C., Brehmer, M., Zentel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+Crystalline+Elastomers+as+Actuators+and+Sensors.">Liquid Crystalline Elastomers as Actuators and Sensors.</a> Adv Mater. 22 (31), 3366-3387 (2010).</li><li>Garcia-Amoros, J., Martinez, M., Finkelmann, H., Velasco, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoactuation+and+thermal+isomerisation+mechanism+of+cyanoazobenzene-based+liquid+crystal+elastomers.">Photoactuation and thermal isomerisation mechanism of cyanoazobenzene-based liquid crystal elastomers.</a> Phys Chem Chem Phys. 16 (18), 8448-8454 (2014).</li><li>de Gennes, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Un+muscle+artificiel+semi-rapide.">Un muscle artificiel semi-rapide.</a> Cr Acad Sci II B. 324 (5), 343-348 (1997).</li><li>Finkelmann, H., Wermter, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LC-elastomers+and+artificial+muscles.">LC-elastomers and artificial muscles.</a> Abstr Pap Am Chem S. 219, U493-U493 (2000).</li><li>Ohm, C., Brehmer, M., Zentel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+Liquid+Crystalline+Elastomers.">Applications of Liquid Crystalline Elastomers.</a> Adv Polym Sci. 250, 49-93 (2012).</li><li>Petsch, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Smart+artificial+muscle+actuators:+Liquid+crystal+elastomers+with+integrated+temperature+feedback.">Smart artificial muscle actuators: Liquid crystal elastomers with integrated temperature feedback.</a> Sensor Actuat A-Phys. , (2014).</li><li>Sanchez-Ferrer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photo-Crosslinked+Side-Chain+Liquid-Crystalline+Elastomers+for+Microsystems.">Photo-Crosslinked Side-Chain Liquid-Crystalline Elastomers for Microsystems.</a> Macromol Chem Physic. 210 (20), 1671-1677 (2009).</li><li>Selinger, R. L., Mbanga, B. L., Selinger, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+liquid+crystal+elastomers:+actuators,+pumps,+and+robots.">Modeling liquid crystal elastomers: actuators, pumps, and robots.</a> P Soc Photo-Opt Ins. , 69110A-69115A (2008).</li><li>Sungur, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+tunable+optical+gratings+in+nematic+elastomer.">Temperature tunable optical gratings in nematic elastomer.</a> Appl Phys A. 98 (1), 119-122 (2010).</li><li>Schuhladen, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iris-Like+Tunable+Aperture+Employing+Liquid-Crystal+Elastomers.">Iris-Like Tunable Aperture Employing Liquid-Crystal Elastomers.</a> Adv Mater. 26 (42), 7247-7251 (2014).</li><li>S&#225;nchez-Ferrer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid-Crystalline+Elastomer+Microvalve+for+Microfluidics.">Liquid-Crystalline Elastomer Microvalve for Microfluidics.</a> Adv Mater. 23 (39), 4526-4530 (2011).</li><li>Burke, K. A., Rousseau, I. A., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+actuation+in+main-chain+liquid+crystalline+elastomers+with+varying+crosslink+densities.">Reversible actuation in main-chain liquid crystalline elastomers with varying crosslink densities.</a> Polymer. 55 (23), 5897-5907 (2014).</li><li>Donnio, B., Wermter, H., Finkelmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+and+versatile+synthetic+route+for+the+preparation+of+main-chain,+liquid-crystalline+elastomers.">Simple and versatile synthetic route for the preparation of main-chain, liquid-crystalline elastomers.</a> Macromolecules. 33 (21), 7724-7729 (2000).</li><li>Bergmann, G. H. F., Finkelmann, H., Percec, V., Zhao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid-crystalline+main-chain+elastomers.">Liquid-crystalline main-chain elastomers.</a> Macromol Rapid Comm. 18 (5), 353-360 (1997).</li><li>Yang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+physical+properties+of+a+main-chain+chiral+smectic+thiol-ene+oligomer.">Synthesis and physical properties of a main-chain chiral smectic thiol-ene oligomer.</a> Liq Cryst. 37 (3), 325-334 (2010).</li><li>Garc&#237;a-M&#225;rquez, A. R., Heinrich, B., Beyer, N., Guillon, D., Donnio, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesomorphism+and+Shape-Memory+Behavior+of+Main-Chain+Liquid-Crystalline+Co-Elastomers:+Modulation+by+the+Chemical+Composition.">Mesomorphism and Shape-Memory Behavior of Main-Chain Liquid-Crystalline Co-Elastomers: Modulation by the Chemical Composition.</a> Macromolecules. 47 (15), 5198-5210 (2014).</li><li>Kupfer, J., Finkelmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nematic+Liquid+Single-Crystal+Elastomers.">Nematic Liquid Single-Crystal Elastomers.</a> Makromol Chem-Rapid. 12 (12), 717-726 (1991).</li><li>Burke, K. A., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+shape+memory+in+main-chain+liquid+crystalline+elastomers.">Soft shape memory in main-chain liquid crystalline elastomers.</a> J Mater Chem. 20 (17), 3449-3457 (2010).</li><li>Agrawal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+wrinkling+in+liquid+crystal+elastomers.">Surface wrinkling in liquid crystal elastomers.</a> Soft Matter. 8 (27), 7138-7142 (2012).</li><li>Beyer, P., Terentjev, E. M., Zentel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monodomain+liquid+crystal+main+chain+elastomers+by+photocrosslinking.">Monodomain liquid crystal main chain elastomers by photocrosslinking.</a> Macromol Rapid Comm. 28 (14), 1485-1490 (2007).</li><li>Yang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micron-sized+main-chain+liquid+crystalline+elastomer+actuators+with+ultralarge+amplitude+contractions.">Micron-sized main-chain liquid crystalline elastomer actuators with ultralarge amplitude contractions.</a> J Am Chem Soc. 131 (41), 15000-15004 (2009).</li><li>Yang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+liquid-crystalline+mesogens+and+main-chain+chiral+smectic+thiol-ene+polymers+based+on+trifluoromethylphenyl+moieties.">Novel liquid-crystalline mesogens and main-chain chiral smectic thiol-ene polymers based on trifluoromethylphenyl moieties.</a> J Mater Chem. 19 (39), 7208-7215 (2009).</li><li>Xia, Y., Verduzco, R., Grubbs, R. H., Kornfield, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Well-defined+liquid+crystal+gels+from+telechelic+polymers.">Well-defined liquid crystal gels from telechelic polymers.</a> J Am Chem Soc. 130 (5), 1735-1740 (2008).</li><li>Yakacki, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tailorable+and+programmable+liquid-crystalline+elastomers+using+a+two-stage+thiol-acrylate+reaction.">Tailorable and programmable liquid-crystalline elastomers using a two-stage thiol-acrylate reaction.</a> RSC Adv. 5 (25), 18997-19001 (2015).</li><li>Meng, Y., Jiang, J., Anthamatten, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape+Actuation+via+Internal+Stress-Induced+Crystallization+of+Dual-Cure+Networks.">Shape Actuation via Internal Stress-Induced Crystallization of Dual-Cure Networks.</a> ACS Macro Lett. 4 (1), 115-118 (2015).</li><li>Peng, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+Performance+Graded+Rainbow+Holograms+via+Two-Stage+Sequential+Orthogonal+Thiol-Click+Chemistry.">High Performance Graded Rainbow Holograms via Two-Stage Sequential Orthogonal Thiol-Click Chemistry.</a> Macromolecules. 47 (7), 2306-2315 (2014).</li><li>Nair, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-Stage+Reactive+Polymer+Network+Forming+Systems.">Two-Stage Reactive Polymer Network Forming Systems.</a> Adv Func Mater. 22 (7), 1502-1510 (2012).</li><li>Alzahrani, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photo-CuAAC+Induced+Wrinkle+Formation+in+a+Thiol-Acrylate+Elastomer+via+Sequential+Click+Reactions.">Photo-CuAAC Induced Wrinkle Formation in a Thiol-Acrylate Elastomer via Sequential Click Reactions.</a> Chem Mater. 26 (18), 5303-5309 (2014).</li><li>Ma, S. J., Mannino, S. J., Wagner, N. J., Kloxin, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photodirected+Formation+and+Control+of+Wrinkles+on+a+Thiol-ene+Elastomer.">Photodirected Formation and Control of Wrinkles on a Thiol-ene Elastomer.</a> ACS Macro Lett. 2 (6), 474-477 (2013).</li><li>Kamal, T., Park, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape-Responsive+Actuator+from+a+Single+Layer+of+a+Liquid-Crystal+Polymer.">Shape-Responsive Actuator from a Single Layer of a Liquid-Crystal Polymer.</a> ACS Appl Mater Interfaces. 6 (20), 18048-18054 (2014).</li><li>Nair, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+thiol-Michael+addition+click+reaction:+a+powerful+and+widely+used+tool+in+materials+chemistry.">The thiol-Michael addition click reaction: a powerful and widely used tool in materials chemistry.</a> Chem Mater. 26 (1), 724-744 (2013).</li><li>Pei, Z. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouldable+liquid-crystalline+elastomer+actuators+with+exchangeable+covalent+bonds.">Mouldable liquid-crystalline elastomer actuators with exchangeable covalent bonds.</a> Nat Mater. 13 (1), 36-41 (2014).</li><li>Chan, J. W., Hoyle, C. E., Lowe, A. B., Bowman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleophile-initiated+thiol-michael+reactions:+effect+of+organocatalyst,+thiol,+and+ene.">Nucleophile-initiated thiol-michael reactions: effect of organocatalyst, thiol, and ene.</a> Macromolecules. 43 (15), 6381-6388 (2010).</li><li>Safranski, D. L., Gall, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+chemical+structure+and+crosslinking+density+on+the+thermo-mechanical+properties+and+toughness+of+(meth)acrylate+shape+memory+polymer+networks.">Effect of chemical structure and crosslinking density on the thermo-mechanical properties and toughness of (meth)acrylate shape memory polymer networks.</a> Polymer. 49 (20), 4446-4455 (2008).</li><li>Yakacki, C. M., Willis, S., Luders, C., Gall, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deformation+Limits+in+Shape-Memory+Polymers.">Deformation Limits in Shape-Memory Polymers.</a> Adv Eng Mater. 10 (1-2), 112-119 (2008).</li><li>Smith, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultimate+tensile+properties+of+elastomers.+I.+Characterization+by+a+time+and+temperature+independent+failure+envelope.">Ultimate tensile properties of elastomers. I. Characterization by a time and temperature independent failure envelope.</a> J Polym Sci Part A. 1 (12), 3597-3615 (1963).</li><li>Clarke, S. M., Hotta, A., Tajbakhsh, A. R., Terentjev, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+cross-linker+geometry+on+dynamic+mechanical+properties+of+nematic+elastomers.">Effect of cross-linker geometry on dynamic mechanical properties of nematic elastomers.</a> Phys Rev E. 65 (2), (2002).</li><li>Martinoty, P., Stein, P., Finkelmann, H., Pleiner, H., Brand, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+of+monodomain+side+chain+nematic+elastomers.">Mechanical properties of monodomain side chain nematic elastomers.</a> Eur Phys J E. 14 (4), 311-321 (2004).</li><li>Behl, M., Lendlein, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Actively+moving+polymers.">Actively moving polymers.</a> Soft Matter. 3 (1), 58-67 (2007).</li><li>Rousseau, I. A., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape+memory+effect+exhibited+by+smectic-C+liquid+crystalline+elastomers.">Shape memory effect exhibited by smectic-C liquid crystalline elastomers.</a> J Am Chem Soc. 125 (50), 15300-15301 (2003).</li><li>Sauter, T., Heuchel, M., Kratz, K., Lendlein, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+the+Shape-Memory+Effect+of+Polymers+by+Cyclic+Thermomechanical+Tests.">Quantifying the Shape-Memory Effect of Polymers by Cyclic Thermomechanical Tests.</a> Polym Rev. 53 (1), 6-40 (2013).</li><li>Clarke, S. M., Hotta, A., Tajbakhsh, A. R., Terentjev, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+cross-linker+geometry+on+equilibrium+thermal+and+mechanical+properties+of+nematic+elastomers.">Effect of cross-linker geometry on equilibrium thermal and mechanical properties of nematic elastomers.</a> Phys Rev E. 64 (6), (2001).</li><li>Ahir, S. V., Tajbakhsh, A. R., Terentjev, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-Assembled+Shape-Memory+Fibers+of+Triblock+Liquid-Crystal+Polymers.">Self-Assembled Shape-Memory Fibers of Triblock Liquid-Crystal Polymers.</a> Adv Func Mater. 16 (4), 556-560 (2006).</li></ol>

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Главная цепью LCEs были исследованы для многочисленных возможных применений, начиная от датчиков и исполнительных механизмов к искусственным мышцам. К сожалению, синтез и выравнивание monodomain остаются значительные проблемы, которые мешают многие из этих приложений не полностью реализованы. 11 Недавние исследования изучали новые методы, чтобы помочь преодолеть эти проблемы, такие, как использование сменных сшивки, чтобы иметь возможность перепрограммировать выровненный monodomain несколько раз . 33 Цель данного исследования было представить сравнительно неисследованной подход к синтезу LCE и monodomain программирования с использованием реакции TAMAP двухступенчатый. Реакцию первой стадии является &quot;щелчок&quot; реакцию на основе тиола-акрилата Михаэлю с использованием аминового катализатора. Из-за природы этой реакции, полная конверсия тиол-акрилата реакции присоединени Михаэл было достигнуто в течение 5 ч при комнатной температуре с помощью DPA в качестве катализатора (Рис.2). Важно отметить, что это былодостигается с коммерчески доступных материалов без очистки и использования относительно простой метод «Микс-и-залить&quot;. 0,5% мол DPA по отношению к тиольной функциональные группы была выбрана в этом исследовании для контроля над он дал скорости полимеризации, что позволяет передачу мономеров раствор в форму. Очень важно отметить, что скорость полимеризации присоединени Михаэл просто посвященный концентрацией катализатора. Высокое катализатора Результаты концентрации немедленное гелеобразование с высоким мономеров преобразований, где слишком низкую концентрацию катализатора позволяет медленные преобразования и часто высокие конверсии не может быть достигнуто, даже в зависимости от времени. В конечном счете, скорость полимеризации можно регулировать посредством концентрации катализатора. 34 Одним из преимуществ этой методологии предлагает, что полученное промежуточное соединение сети полидоменная ХПЛ является однородной и устойчивой, так что реакци второй стадии может быть отложено на неопределенный срок. Это может позволить синтез иШаги программирования должна быть выполнена в виде отдельных лабораторий. Кроме того, реакцию второй стадии могут быть соединены с помощью стандартных методов фотолитографии, чтобы обеспечить пространственно-временной контроль над фото-сшивки. 25 Для приготовления экспериментальных образцов, HHMP был использован в качестве фотоинициатора из-за его стабильности в настоящее время видимого света, и в повышенные температуры, что позволяет для образцов, термически циклическое стрессового приводом приведения или эффект памяти формы без запуска инициатора. Отдельное фотоинициатор был использован для части FTIR данного исследования, помогая показывают, что эта методика имеет потенциал для использования с различными свободнорадикальных инициаторов для проведения реакции второй стадии. Представленный TAMAP методика предлагает легкое контроль над структурой исходного сети полидоменная LCE. Четыре LCE сети синтезированные демонстрируют широкий спектр достижимых термомеханические свойства путем измененияСоотношение между сшивающего агента PETMP и EDDET спейсером. Штамм Отказ уменьшается с увеличением концентрации PETMP, а Т г и резиновой модуль упругости (Е R) увеличивается с увеличением концентрации PETMP. Такое поведение объясняется увеличение концентрации PETMP увеличивает плотность сшивки сетей и ограничивает подвижность цепи в пределах сети. Поведение деформации до отказа следует неотъемлемое обратную зависимость между резиновой модуля и напряжения неисправности, как показано на другого полимера аморфного памяти формы (SMP) сетей. 35 LCE системы с штаммов высокой недостаточностью, как правило, более желательным, так как они позволяют увеличить выравнивания в monodomain с большими штаммов программирования. Штамм провал нашей 15 моль% системы PETMP было развернуто, когда напряжены вблизи Т г, как измерено пике загар ∂. Это также хорошо согласуется с предыдущими исследованиями, которые продемонстрировали Maximuм напряжение в аморфных SMP сетей произошел между началом стеклования и Т г; 35,36, однако, образцы LCE не испытывают быстрое уменьшение напряжения недостаточность при нагревании выше Т г, как показано в большинстве эластомеров 37 Это может. быть отнесены к повышенной загар ∂ области, которая существует между Т г и Т я (т.е. нематическая фаза). Предыдущие группы исследовали и проверили уникальный загар ∂ поведение потерь в нематических LCE сетей. 38,39 Такое поведение потеря объясняется мягкая эластичность в нематической фазе, например, что анизотропная форма мезогенов могут разместиться от штаммов вращения, не испытывая увеличение стресса. LCEs породили много научный интерес из-за их формы, изменение возможностей стимулов проблематики. 40 </sup&gt; Образцы полидоменных LCE могут быть запрограммированы, чтобы продемонстрировать обратимое стресс приводом тепловой приведение если растягивается при постоянном напряжении для программирования временного monodomain (4б-C); Однако эффект запоминания формы может быть также реализован в LCE сетей. 19,41 В этом исследовании TAMAP синтезированных образцов LCE может быть запрограммирован на памятью формы при комнатной температуре, в котором значительное количество штамма прежнему хранились в образце, даже если образец был выше Т г. Чтобы включить стресс бесплатно или &quot;свободные руки&quot; приведение, вторая реакция фотополимеризации стадии могут быть использованы для программирования постоянно выровненный monodomain в растянутых образцов LCE. Эффективность второго этапа реакции может быть рассмотрено путем измерения неподвижность как функция увеличения растяжения. Следует отметить, что устойчивость является общим показателем, используемым для оценки программирование сетей SMP. 42 в этом исследовании, были запрограммированы образцы на разных уровнях СтраВ (то есть, 100%, 200%, 300% и 400%) и показали отличия неподвижность более 90%. Наши результаты показали, что величина теплового срабатывания масштабной с программированием напряжения находятся в хорошем согласии с предыдущими результатами, которые связывают увеличение параметра порядка к механическим срабатывание. 43 Например, образцы LCE, которые были фото-отверждения при 400% -ной деформации показали, в среднем 115% срабатывания при нагревании и охлаждении между 22 и 90 ° С и 207% срабатывание при нагревании и охлаждении от -25 до 120 ° C. По сравнению с другими исследованиями LCE, Ахир др. 44 сообщили 400% срабатывание в ЖК полимерных волокон и Ян и др. 22 сообщили на 300% до 400% срабатывания для микро LCE столбов. Важно отметить, что настоящее исследование измеряет приведение в отличие от большей части LCE литературе, которые часто вычисляет напряжение на основе длины образца в изотропном состоянии. В этом исследовании, штамм приведение всегда основывается на илиу исходных длина синтезированного образца полидоменном. Это больше подходит для методологии TAMAP, поскольку она обеспечивает более эффективное меру эффективности программирования напряжения и фото-сшивки на обоих жесткости и восстановления деформации. Несмотря на это, наши сообщили штаммы исполнительные все еще ниже, чем 400%, как сообщалось в других исследованиях. Тем не менее, эта реакция TAMAP еще относительно неисследованными и влияние фото-сшивки еще в полной мере раскрыться. В то время как фото-сшивки необходимо исправить постоянный monodomain, слишком много фото-сшивание предотвращает срабатывание от происходящих. Теоретически, должно существовать оптимальное количество фото-сшивки для обоих стабилизации monodomain и позволяют максимально приведения в действие. В целом, методология TAMAP обеспечивает мощный инструмент для синтеза LCE системы, адаптировать их структуру, программу постоянного выравнивания monodomain, и в конечном итоге изучить эту увлекательную класс материалов.

LCEs представляют собой класс стимулов реагирующих полимеров, которые способны проявлять механические и оптические функциональных из-за комбинации жидкокристаллического (LC) для того и упругости каучука. Эти материалы могут продемонстрировать экстраординарные изменения в форме, поведение мягких эластичность и настраиваемые оптические свойства в ответ на стимул, например, тепла или света, 1-3, что делает их пригодными для многих потенциальных технологических приложений, таких как искусственные мышцы, 4,5 датчики, приводы 6 и 6,7. LCEs уже было продемонстрировано во многих приложениях, таких как микро-захватов для робототехники, 8 микро-электромеханических систем (МЭМС), 6,9 оптические решетки устройств, 10 настраиваемых проемов, 6,11 и микрофлюидных Системы. 12 Структурные компоненты, которые приводят к упорядоченных фаз LC называются мезогены. Мезогены являются основой LC доменов икак правило, состоят из двух или трех линейно соединенных ароматических колец с гибкими концами. Эти фрагменты могут быть размещены непосредственно в полимерной цепи, чтобы создать основной цепью LCEs или боковой группы (то есть, боковой или конец на LCEs). 1,13 Главная цепью LCEs породили много интерес в связи с их Прямая связь между мезогенными порядка и полимер магистральных конформации. 4,14-17 Это прямое соединение позволяет основной цепи LCEs проявляют более высокую степень ориентации мезогена, механической анизотропии и деформации приведения в действие. 17 Тепловая приведение LCEs опирается на обратимой анизотропной изотропной перехода, связанного с целью LC. 2 Чтобы запрограммировать LCE для приведения в действие, мезогенов необходимо сначала ориентированы вдоль директора, чтобы сформировать monodomain (т.е. анизотропной мезофазы) и часто упоминается как жидкость монокристаллический эластомер. Приведение происходит как выравнивается ХПЛ нагревается выше изотропной<html> Температура очистка (Т я), что нарушает порядок мезогенов в изменение формы государственного изотропным и дисков. Monodomain могут быть сформированы временно с помощью внешнего напряжения (то есть, висит вес) к образцу, который будет согласовывать полимерных цепей и ориентировать мезогенов в направлении напряжения. Постоянная программирование monodomain может быть достигнуто с помощью многостадийного процесса, который включает получение слегка сшитый гель с последующим непосредственным применением механического напряжения, чтобы вызвать ориентацию мезогенов. После выровнены, реакцию продолжают в установленном ковалентных сшивок и стабилизировать monodomain 18 Другие &quot;в одном сосуде&quot; Методы выравнивания может быть осуществлена ​​в присутствии электрических полей, или выравнивание поверхности (т.е., растирание полиимида на предметное стекло) в процессе полимеризации. Однако, эти методы, как правило, ограничивается тонких пленочных образцов. 1,16 ntent &quot;&gt; Finkelmann и Бергман представила первый синтетический путь для подготовки основной цепи LCEs помощью один шаг платины катализируемой гидросилилирования реакцию дивинилового мезогена и тетра-функциональный силоксановый сшивающий агент. 15 Этот метод был широко адаптирован многих исследовательских групп синтезировать главной цепью LCEs. 17,19,20 полиэтерификации и реакции эпоксидных были также использованы, чтобы сделать главной цепью LCEs. 21 Все эти методы требуют высокой чистоты исходных материалов и тщательных экспериментальных условиях, чтобы предотвратить побочные реакции. 1 Более Эти методы основаны на случайном сшивания мономеров, в результате чего плохо определенной структуры сети. Таким образом, это более трудно соотносить структуру со свойствами LCEs. Недавние исследования использовали щелчок химии в качестве инструмента для подготовки более равномерное LCE Сети, однако эти реакции требуют специально синтезируют мезогенные и тиольные мономеры, которые могут быть сложнымчтобы произвести, и были ограничены, чтобы подготовить микронных размеров исполнительных механизмов, а не объемных образцах. 22-24 Текущие проблемы в LCEs сосредоточиться на том, как развивать синтетические методы, которые поверхностным, воспроизводимым, и масштабируемый дизайн с учетом LCE сети с программируемыми monodomains. Недавно наша группа представила два этапа тиол-акрилатный Михаэля-фотополимеризации (TAMAP) методология впервые в жидкокристаллических систем подготовки немати- LCEs главной цепи. 25 реакции TAMAP Двухступенчатая образуют двойного отверждения полимерных сеток, где постановка процесса полимеризации позволяет изменять структуру полимера в двух различных точках времени. Эта стратегия была адаптирована в последние несколько лет, чтобы спроектировать и изготовить другие современные материалы, кроме жидкокристаллических систем, таких как микро-приводов, 26-полимеров форма памяти, 27,28 и поверхностных морщин. 29,30 Методика TAMAP использует без stoichiometric композиции с избытком акрилатных функциональных групп. Первая реакция стадии используется для создания полидоменного LCEs через тиол Майкл-реакции присоединения, которая самопроизвольно по тиоловых групп. Это промежуточное сеть ХПЛ, что был бы способен мезогенной ориентации домена с применением механического напряжения. Полидоменной результате первой стадии Майкла-реакции присоединения является абсолютно стабильными и выравнивание monodomain не нужно проводить сразу после реакции завершена. Реакция фотополимеризации второго этапа между избыточных групп акрилатных используется постоянно исправить выровненный monodomain и запрограммировать LCE обратимой и без стресса (например, &quot;свободные руки&quot;) приведения в действие. Цель данного исследования заключается в изучении и демонстрируют устойчивую природу реакции TAMAP подготовить главной цепи LCEs исследуя влияние плотности сшивки и программированного нагрузку на термомеханики систем LCE.Мы продемонстрировать широкий спектр термомеханические свойства и производительности привода, которые достижимы с помощью этой реакции.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="571">
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:208px;">1,4-Bis-[4-(3-acryloyloxypropyloxy)benzoyloxy]-2-methylbenzene;&#160; RM257</td>
			<td style="width:109px;">Wilshire Technologies</td>
			<td style="width:99px;">174063-87-7</td>
			<td style="width:155px;">Di-Acrylate Mesogen&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:63px;width:208px;">2,2&#8217;-(Ethylenedioxy) diethanethiol;&#160; EDDET</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">465178</td>
			<td>Di-Thiol Spacer&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:208px;">Pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate); PETMP</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">381462</td>
			<td>Tetra-Thiol Crosslinker&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:35px;">Dipropylamine; DPA</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">D214752</td>
			<td>Catalyst</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:208px;">2-Hydroxy-4&#8242;-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone; HHMP</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">410896</td>
			<td>Photoinitiator&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:208px;">2-2-dimethoxy-2-phenylacetophenone; DMPA</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>196118</td>
			<td>Photoinitiator</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;">Toluene</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">244511</td>
			<td>Solvent&#160;&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of programmable main-chain liquid-crystalline elastomers using a two-stage thiol-acrylate reaction

Это исследование представляет новый двухступенчатый тиол-акрилатный Михаэлю-фотополимеризации (TAMAP) реакцию, чтобы подготовиться главной цепи жидкокристаллических эластомеров (LCEs) с легкому контролю над структурой сети и программирования выровненной monodomain. Индивидуальные LCE сети были синтезированы с использованием рутинного смешения в продаже исходных материалов и заливки мономера решения в форм вылечить. Первоначальный сеть полидоменная ХПЛ формируется через самоограничения тиол-акрилата Майкл-реакции присоединения. Штамм до отказа и поведения стеклования были исследованы как функции сшивающего мономера, пентаэритриттетракис- (3-меркаптопропионат) (PETMP). Пример нестехиометрических система 15 мольных% PETMP тиоловых групп и избыток 15% мол акрилатных групп был использован, чтобы продемонстрировать надежную природу материала. ХПЛ формируется выровненный и прозрачный monodomain при растяжении, с максимальной деформации отказа в течение 600%. Натяжные образцы были LCEв состоянии продемонстрировать как стресс-приводом тепловой приведение, когда состоится при постоянном напряжении смещения или эффекта памяти формы при растяжении и выгружается. Постоянно запрограммированы monodomain была достигнута с помощью фотополимеризации реакции второй стадии избыточных групп акрилатных, когда образец был в растянутом состоянии. Образцы были LCE фото сушки и запрограммирован на 100%, 200%, 300% и 400% деформации, все образцы демонстрируют более 90% формы неподвижности, когда выгружается. Величина общей свободной от стрессов приведения увеличена с 35% до 115% с увеличением деформации программирования. В целом, методология TAMAP двухступенчатая представлены в качестве мощного инструмента для подготовки системы LCE главной цепи и исследовать структура-свойство-производительности отношения в этих увлекательных стимулы чувствительных материалов.

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Programmable Main-chain Liquid-crystalline Elastomers Using a Two-stage Thiol-acrylate Reaction at JoVE.com

Synthesis of Programmable Main-chain Liquid-crystalline Elastomers Using a Two-stage Thiol-acrylate Reaction

Роман методика представлена ​​синтезировать и программы главным цепью жидкокристаллические эластомеры с использованием коммерчески доступных исходных мономеров. Широкий спектр термомеханические свойства была рассчитана путем регулирования количества сшивающего агента, в то время как производительность приведение зависит от количества нанесенного деформации при программировании.

Синтез Программируемый Главная цепью жидкокристаллических эластомеров, используя два этапа Тиол-акрилата реакция

This study presents a novel two-stage thiol-acrylate Michael addition-photopolymerization (TAMAP) reaction to prepare main-chain liquid-crystalline ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation and Use of Samarium Diiodide (SmI2) in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and Ni(II) Salts in the Samarium Barbier Reaction

Preparation and Use of Samarium Diiodide SmI2 in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and NiII Salts in the Samarium Barbier Reaction

Подготовка и использование самария дииодида (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) В органическом синтезе: Механистические Роль HMPA и Ni (II) соли в реакции самария Барбье

Although initially considered an esoteric reagent, SmI2 has become a common tool for synthetic organic chemists. SmI2 is generated through the addition of ...

Amide Coupling Reaction for the Synthesis of Bispyridine-based Ligands and Their Complexation to Platinum as Dinuclear Anticancer Agents

Амид Реакция сочетания для синтеза биспиридина основе лигандов и их комплексообразования платины как двухъядерные противораковые агенты

Amide coupling reactions can be used to synthesize bispyridine-based ligands for use as bridging linkers in multinuclear platinum anticancer drugs. ...

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Синтеза и характеристики функционализированным Металл-органические каркасы

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

Highly Stereoselective Synthesis of 1,6-Ketoesters Mediated by Ionic Liquids: A Three-component Reaction Enabling Rapid Access to a New Class of Low Molecular Weight Gelators

Высоко Стереоселективный Синтез 1,6-кетоэфиров посредничестве Ионные жидкости: трехкомпонентной реакции Включение быстрого доступа к новому классу низкомолекулярных Gelators

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form ...

Synthesis and Reaction Chemistry of Nanosize Monosodium Titanate

Синтез и реакции химии наноразмерных Monosodium титаната

This paper describes the synthesis and peroxide-modification of nanosize monosodium titanate (nMST), along with an ion-exchange reaction to load the ...

Synthesis and Exfoliation of Discotic Zirconium Phosphates to Obtain Colloidal Liquid Crystals

Синтез и Отслоение дискотического циркониевых Фосфаты для получения кристаллов коллоидное Liquid

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and ...

Microfluidic Preparation of Liquid Crystalline Elastomer Actuators

Подготовка microfluidic жидкий кристаллический эластомер приводов

This paper focuses on the microfluidic process (and its parameters) to prepare actuating particles from liquid crystalline elastomers. The preparation ...

Solid-phase Synthesis of [4.4] Spirocyclic Oximes

Твердофазный синтез [4.4] Оксимы Spirocyclic

A convenient synthetic route for spirocyclic heterocycles is well sought after due to the molecule&#39;s potential use in biological systems. By means of ...

Synthesis of Soft Polysiloxane-urea Elastomers for Intraocular Lens Application

Синтез мягкой полисилоксан мочевина эластомеров для приложения интраокулярной линзы

This study discusses a synthesis route for soft polysiloxane-based urea (PSU) elastomers for their applications as accommodating intraocular lenses ...

Synthesis of Esters Via a Greener Steglich Esterification in Acetonitrile

Синтез сложных эфиров через зеленее этерификации Steglich в ацетонитриле

The Steglich esterification is a widely-used reaction for the synthesis of esters from carboxylic acids and alcohols. While efficient and mild, the ...