3D form rekonfiguration af strækbar elektronik

Azobenzen funktionaliserede flydende krystallinske polymerer betragtes som "smarte" materialer på grund af deres programmerbare formtransformationer under forskellige eksterne stimuli (dvs. termisk, kemisk, og fotomekanisk formformning). I særdeleshed, deres lysfølsomhed giver mulighed for ubundne strøm- og aktiveringssystemer. Nu, forskere fra Inha University har demonstreret forberedelse og aktivering af reduceret grafenoxidmønstret azo-LCN (azo-LCN/rGO) med stærkt forbedret elasticitetsmodul, elektrisk ledningsevne, og fotomekanisk aktiveringsydelse.

I deres studier, de inddampede GO-opløsningen på et maskeret glasglas og opnåede et rGO-mønster gennem en reduktionsproces. Den rGO-mønstrede glascelle opnås ved at fastgøre en mekanisk gnidet, polyamidbelagt glasskive på det rGO-mønstrede glasglas med en spacer. I glascellen, flydende krystallinske monomerer injiceres og fotopolymeriseres. Under fotopolymerisation, rGO-mønsteret på glascellen blev med succes overført til azo-LCN på grund af det store antal π-π-interaktioner mellem rGO- og benzendelen af ​​azo-LCN, tilvejebringelse af en effektiv stressoverførsel ved grænsefladerne; det her, på tur, forårsager et stærkt forbedret modul. Modulet og den elektriske ledningsevne kunne skræddersyes ved blot at justere antallet af rGO-belægningscyklusser. Efter at have gentaget rGO-belægningsprocessen fire gange, modul og elektrisk ledningsevne af azo-LCN/rGO nåede 6,4 GPa og 380 S cm ^-1 , henholdsvis.

Under UV-bestråling, den stive azo-LCN/rGO viste højere bøjningsaktivering end den blødere pæne azo-LCN. Oven i den fotokemiske trans-cis-isomerisering af azobenzendelen, uoverensstemmelseskoefficienten for termisk udvidelse (CTE) mellem azo-LCN og rGO genereret af fototermiske temperaturstigninger, inducerer højere bøjningsaktivering af azo-LCN/rGO. Derfor, den rGO-mønstrede geometri af azo-LCN/rGO hjælper med at overvinde afvejningsforholdet mellem stivhed og aktiveringsbelastning. Azo-LCN/rGO viste også multi-stimuli-responsivitet på grund af det brede absorptionsbånd af rGO og den anisotrope termiske kontraktion/udvidelse af azo-LCN. Nær infrarødt (NIR) lys, fokuseret sollys, og flammen fra en bærbar lighter kan anvendes til aktivering af azo-LCN/rGO.

Endelig, Inha-forskere har introduceret "kirigami-konstrueret azo-LCN/rGO" med højere grad af frihed med hensyn til aktivering ud over materialets belastningskapacitet. Ved eksponering for UV, den kirigami-konstruerede azo-LCN gennemgik aktiv type 3D form rekonfiguration uden forringelse af elektrisk ydeevne under passiv type mekanisk strækning. Forskerne har udvidet principperne for passiv type belastningsreagerende strækbar elektronik til en dual-stimuli responsiv formrekonfiguration ved en demonstration af den kirigami-konstruerede azo-LCN/rGO, som viser stærkt forbedret mekanisk styrke, elektrisk ledningsevne, og aktiveringsydelse.