Photoresponsive liquid crystal polymer materials based on molecular motors
Fotogevoelige vloeibare kristalpolymeermaterialen gebaseerd op moleculaire motoren
Fotogevoelige vloeibare kristalpolymeermaterialen hebben een opmerkelijk potentieel in slimme materialen, flexibele elektronica en zachte robotica vanwege hun controleerbare vervormingsmogelijkheden. Het nauwkeurig beheersen van de beweging van fotoresponsieve eenheden op moleculaire schaal en het effectief versterken ervan tot macroscopisch niveau blijft echter een grote uitdaging op dit gebied.
In haar proefschrift richt Guiying Long zich op de integratie van moleculaire motoren met vloeibare kristalpolymeren om programmeerbare en complexe vervormingen te realiseren door middel van de omkeerbare draaiende beweging van door licht aangedreven moleculaire motoren, waardoor de beperkingen van bestaande fotoresponsieve materialen worden overwonnen. Door moleculaire motoren in te bedden in een zeer geordend vloeibaar-kristalpolymeernetwerk en fotolithografie te combineren, wordt collectieve en gesynchroniseerde motorbeweging bereikt, wat een nieuwe route biedt voor schaaloverschrijdende versterking van moleculaire dynamica. Door bovendien 3D-printtechnologie te integreren, breidt het onderzoek de constructie van vloeibaar-kristalpolymeren uit van conventionele tweedimensionale films naar driedimensionale objecten, waarbij het potentieel ervan voor biomimetische aandrijving wordt onderzocht.
Ondertussen maakt het ontkoppelen van de fotochemische en fotothermische effecten tijdens lichtgestuurde processen de onderliggende mechanismen van fotoresponsieve eenheden duidelijker. Door het ontwerp van moleculaire motoren wordt de relatie tussen de moleculaire structuur van fotoresponsieve eenheden en de macroscopische prestaties van het materiaal systematisch blootgelegd, waardoor het systeem multifunctionele mogelijkheden krijgt. Dit proefschrift biedt nieuwe inzichten en theoretische grondslagen voor het ontwerp van hoogwaardige zachte actuatoren en multifunctionele fotoresponsieve materialen.
Guiying Long voerde haar onderzoek uit bij het Stratingh Institute for Chemistry, afdeling Synthetische Organische Chemie, met financiering van het Chinese Scholarship Council.