液晶弹性体(LCE),是一种高分子聚合物,其分子排列呈现出类似于液晶的有序结构,能够在外界刺激下发生形状变化。液晶弹性体具有双向形状记忆性好、可实现大尺度可逆形变等特点,在机器人制造、医疗卫生、电子电气、光学器件等领域拥有潜在应用价值。
按照响应方式不同,液晶弹性体可分为磁响应液晶弹性体、热响应液晶弹性体以及光响应液晶弹性体三种。磁响应液晶弹性体采用微流控技术制得,能够在磁场作用下发生形变,在制动器以及软体机器人制造过程中应用较多;热响应液晶弹性体可在温度变化下发生形变,在4D打印领域应用前景较好;光响应液晶弹性体含有偶氮苯基团等光敏基团,可用于制造智能玻璃。
近年来,随着行业景气度提升,我国液晶弹性体研发热情持续高涨。2024年4月,北京化工大学郭金宝教授课题组将亚胺基团以及仲胺基团引入普通液晶弹性体材料中,成功制得一种含动态亚胺键的高性能液晶弹性体材料,该材料具备灵活光学行为,未来有望在自愈合荧光纤维、智能机器人等领域获得广泛应用。
液晶弹性体制备方法包括动态共价键交联法、后交联法、物理交联法等。采用不同方法制备出的液晶弹性体,其性能及质量也有所不同。动态共价键交联法指使用动态共价键对液晶聚合物进行交联反应,最终制得成品,该法为可用于制备高质量液晶弹性体。
根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2029年中国液晶弹性体(LCE)行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,液晶弹性体综合性能优良,在众多领域拥有潜在应用价值,包括机器人制造、医疗卫生、电子电气、光学器件等。在机器人制造领域,液晶弹性体可用于制造软体机器人;在医疗卫生领域,其可用于制造医疗假肢;在电子电气领域,其可用于制造柔性可穿戴设备;在光学器件领域,其可用于制造滤光片、透镜等可调谐光学元件。
新思界
行业分析人士表示,液晶弹性体作为一种柔性智能材料,应用前景广阔。受益于技术进步以及应用需求增长,高质量液晶弹性体市场占比有望提升。目前,我国已有多家企业布局液晶弹性体行业研发赛道,未来伴随研究深入,其行业发展速度将进一步加快。