機械光學響應材料在暴露於外部機械刺激時其光學特性會發生變化，可能在軟機器人、太陽能收集、可重構光子學和電子學以及生物、非侵入性、可穿戴裝置的開發等領域具有重要的應用價值。由於

 液晶（LC）彈性體

系統（膽甾型液晶CLC）具有螺旋扭曲的分子取向以及外界刺激極其敏感（溫度、電場和磁場）的獨特優勢被認為是開發機械光學應用最有潛力的候選者之一。然而，基於LC彈性體的機械光學應用依然面臨嚴重的問題，即

 機械響應LC彈性體分子水平控制仍然很困難，刺激去除後恢復過程的可調性有限

。通常在施加機械力後引起液晶彈性體效能的變化與分子重新取向有關。但由於聚合物網路的緩慢鬆弛和LC的粘彈性會導致的LC重新取向緩慢，從而導致宏觀變形和微觀LC取向變化的恢復過程較慢，進而影響液晶彈性體 光學 效能的恢復。此外，雖然在某些情況下修改 彈性體 的分子結構有助於控制恢復過程，但是很難透過合成方法選擇性地控制恢復過程而不影響其他材料特性（斷裂應力/應變、 熱力學 特性和光學特性）。因此，

 亟需提出一種用於按需調整弛豫時間的新材料設計概念，以將CLC 彈性體用作機械光學感測器。

鑑於此，

 日本立命館大學

 Osamu Tsutsumi教授

 透過採用多層系統來任意調整LC彈性體軟彈性區域的恢復過程。

 多層CLC彈性體薄膜不僅表現出軟彈性響應，還可與其它層相結合表現出所需應用特性與所需鬆弛時間的恢復響應。這種任意控制恢復響應的材料設計理念可以為刺激響應的廣泛應用提供平臺。

文章亮點：

1、基於相同的CLC彈性體（厚度55 µm），透過改變分層結構（從具有彈性響應的聚二甲基矽氧烷PDMS薄膜厚度到具有塑性響應的聚甲基戊烯PMP薄膜）可將

 CLC彈性體鬆弛時間從小於1 s改變為大於6個月，同時無需對其分子結構進行合成改性。

2、CLC彈性體的機械效能（剛度、耐用性和恢復時間）可以調整以設計滿足特定最終要求的材料。多層薄膜用於機械 光學感測器 對於定量視覺化和對映施加的應變是可行的。

 使用傳統相機也可以高時空精度檢測施加到膠片上的機械應變

。

圖1用於機械光學感測器的多層CLC 彈性體系統

圖2機械光學感測器的適用性

https：//onlinelibrary。wiley。com/doi/10。1002/adfm。202104702

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