爱游戏是资助罗马

最近，我校爱游戏是资助罗马功能高分子材料团队李兴建老师在形状记忆高分子领域取得重要进展。该成果以“Drum Tower-inspired kirigami structures for rapid fabrication of multifunctional shape-memory smart devices with complex and rigid 3D geometry in a two-stage photopolymer” 为题发表在国际著名期刊《Advanced Functional Materials》上，文章作者分别为：李兴建老师、盖艺杰同学（材料2020级本科生）、孙茂程同学（材料2020级本科生）、李因文老师、徐守芳老师。

在形状记忆高分子领域，开发一种简单、快速且通用的方法制造具有出色功能和高承载能力的机械坚固但几何复杂的形状记忆聚合物仍然是一个挑战。在本研究中，作者受到中国鼓楼建筑结构的启发，以环氧-胺-丙烯酸酯的热-光顺序二阶固化聚合物体系为原型，提出了一种简单、快速且通用的方法用于制造具有复杂和刚性 3D 剪纸几何结构的多功能形状记忆智能器件。

研究要点如下：

要点1.在第一阶段的热聚合反应中，基于环氧-胺化学反应，获得了一系列玻璃化温度稍高于室温，室温储能模量可在19~1732 MPa之间变化的透明聚合物薄膜；所有体系的形状固定率都保持在98%左右，回复率都保持在99%以上。由于第一阶段热固化网络本身具有室温下可形状固定的形状记忆效应，因此，形状记忆编程过程允许将具有鼓楼结构2D剪纸图案的第一阶段聚合物薄膜编程为无支撑的3D结构。

要点2.在第二阶段的光聚合反应中，在秒级时间内即可快速锁定程序化的3D剪纸结构，其室温存储模量都在2000 MPa以上；二阶固化体系的形状固定率都超过92%，形状回复率都在99%左右。由于鼓楼结构是自上而下的层级塔型结构，使得这种鼓楼启发的3D剪纸结构可承受自身重量的1000倍。将这种二阶热-光聚合物体系和3D 剪纸结构相结合设计了形状记忆荧光3D器件和形状记忆电子3D器件。这项工作提供了一种构建具有刚性3D几何形状的多功能形状记忆器件的通用方法。

图1.联合二阶热-光固化反应环氧树脂-胺-丙烯酸酯体系和鼓楼启发的剪纸结构设计几何复杂永久形状形状记忆聚合物的设计思想. a) 形成二阶双网络的单体化学结构 (聚醚胺, D230; 双酚 A 二缩水甘油醚, BADGE; 甲基丙烯酸缩水甘油酯, GMA) 和二阶反应性环氧树脂-胺-丙烯酸酯体系的二阶反应机制示意图. b) 三江鼓楼启发的2D剪纸图案. c) 联合二阶热-光反应环氧树脂-胺-丙烯酸酯体系和剪纸结构制备永久3D剪纸结构的制备过程.

图2. 二阶热-光聚合物体系和鼓楼启发的3D 剪纸结构相结合设计的形状记忆荧光 3D 器件和形状记忆3D电子器件. a) 形状记忆荧光 3D 器件的编程过程和形状回复过程. b) 在紫外光下形状记忆荧光3D 器件的热诱导形状回复过程. c) 形状记忆3D电子器件的制备过程示意图. d) 形状记忆3D电子器件的制备和形状记忆效应.

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202205842