液晶弹性体（LCE）作为一种很有前途的驱动材料，在构建各种有源结构和器件方面得到了广泛的研究。近年来，直接墨水写入技术（DIW）已被开发用于打印具有各种几何形状和驱动行为的LCE结构。尽管在打印LCE方面已经取得了突破性进展，但打印具有分级属性的三维（3D）LCE结构仍然具有挑战性。
近日，加州大学圣地亚哥分校Shengqiang Cai报道了一种简单的DIW打印策略，可以在单个结构中打印具有功能梯度的LCE。
文章要点
1）以丙烯酸酯基团为端基的扩链剂2，2‘-(乙二氧基)二乙硫醇（EDDET）与液晶介晶（RM257）通过Michael加成反应制备了油墨。聚合度由RM257和EDDET之间的进料比控制。在印刷过程中，首先将含有未交联液晶低聚物和光引发剂（Irgacure 2959）的油墨加热至接近或高于液晶低聚物的向列相各向同性相变温度（TNI），然后通过DIW 3D打印机（Engine SR，Hyrel 3D）的喷嘴挤出。
2）通过控制打印温度、喷嘴尺寸、喷嘴与印版之间的距离等印刷参数，研究人员可以打印出驱动应变、驱动应力和机械刚度等可裁剪的LCE长丝。
3）进一步的研究发现，使用新的打印策略，可以制造由功能梯度的LCE组成的结构，从而为设计主动变形结构和缓解不同材料之间界面附近的应力集中提供了更多的可能性。
该研究工作可进一步促进具有多种功能的LCE结构的设计和制造。
Zijun Wang, et al, Three-dimensional printing of functionally graded liquid crystal elastomer, Sci. Adv. 2020
DOI: 10.1126/sciadv.abc0034
http://advances.sciencemag.org/content/6/39/eabc0034
