光致形变材料是一种在特定波长光(紫外、可见光等)的照射下，材料本体发生形变(伸缩、弯曲)现象的智能材料，具有远程、非接触、多选择性的控制方式，可望在光敏开关、光学传感器、光驱动马达以及其他将光能直接转变为动能等高效利用光能领域获得应用。相比于含偶氮苯光致形变高分子材料，具有光致异构化特性的有机染料分子晶体有着更好的重复性和更快的响应速率，是一类近几年来新兴的光致形变材料，但如何将分子尺度高效光机械转换得以在宏观尺度有效实现是该类智能材料的最大挑战。
最近，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所国际实验室陈韦研究员课题组在纳米级有机染料分子晶体复合光机械响应体系研究取得重要进展，开创性地将 N-α-萘基-2-羟基-1-萘醛亚胺分子的纳米级棒状分子晶体以类似液晶的选择性取向以及梯度分布的方式原位组装在聚偏二氟乙烯基质内，获得了一种新型智能光致形变薄膜材料。这种薄膜可以在较弱的365nm紫外光照下发生显著弯曲，而在暗环境下完全恢复。该研究通过组装方式，将接近于分子水平纳米晶体的高效光机械转变，有效地放大到宏观尺寸，为新型光致形变智能材料设计提供一条重要思路。相关研究成果已被Angew. Chem. Int. Ed.接收(DOI: 10.1002/anie.201300856)并在网络版发表。
该研究得到了国家自然科学基金委、科技部以及江苏省自然科学基金的大力支持。
图1 纳米复合薄膜在光照前(左)和光照后(右)产生显著应变
图2 a) 纳米晶体梯度分布复合膜截面SEM和 b) 光机械响应曲线(内插图)
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