新聞網訊 近日,化學化工學院王國明教授團隊在光機械響應晶體領域取得重要研究進展,研究成果以“Combining Simple Deformations to Elicit Complex Motions and Directed Swimming of Smart Organic Crystals with Controllable Thickness”為題發表在國際頂級期刊Angewandte Chemie上(Angew. Chem. Int. Ed.2024, e202416950.)。我校為第一完成與通訊作者單位,王國明教授、喻琪副教授和紐約大學Pance Naumov教授為共同通訊作者。第一作者為我校2022級在讀碩士研究生朱曉佟。該工作得到了國家自然科學基金等項目的資助。

刺激響應晶體作為一類新型智能材料,在諸如光、熱、機械力等外界刺激下能夠發生顯著的理化性質變化。其中,光機械響應晶體具備將光能直接轉化為多種機械形變與運動的能力,并在軟體機器人、致動器及仿生運動等領域具有重要的潛力應用。然而,該研究領域依然面臨調控結晶過程困難、晶體生長尺寸對材料形變影響機制不清晰,以及響應過程如何保持結構完整性等諸多關鍵科學問題。本研究團工作利用水輔助沉淀法,室溫下制備出厚度可控的蒽衍生物晶體,在光照條件下通過[4+4]環加成反應誘發晶體彎曲和分裂的光機械響應行為,賦予了材料連續向光、背光彎曲、撕裂成晶體纖維等特性,并對其運動的幅度、方向和類型進行精確控制,初步探索了光機械響應晶體在模擬類人運動微型機器人方面的應用等。
近年來,該研究團隊一直聚焦新型光刺激響應功能晶體的前沿基礎與應用研究,已在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Nat. Commun.、Chem. Soc. Rev.等國際知名刊物發表論文60余篇。