宾夕法尼亚大学杨澍团队 Adv. Mater.: 研发多模式力致变色液晶弹性体微管

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II 状态后 1 分钟； b ）图 a 所示三个状态下 CLCE 微管的反射光谱； c ）弹性通道中注入空气的横截面示意图； d ） CLCE 微管的横截面 OM 图像（ i ）和扫描电子显微镜（ SEM ）图像（ ii ）。

研究团队创新性地利用剪切作用，在弹性微通道内将高黏度 CLCE 前驱体塑造成均匀的管壁结构，克服了重力和不稳定性的干扰。与传统的固体纤维相比，该微管表现出更快速、更高反射率的色彩响应。这种 CLCE 微管能够在拉伸与充气条件下产生轴向、周向和径向的 多维度应变 ，呈现出高度灵敏的变色效果。

研究团队展示了通过将五根 CLCE 微管进行不同的排列组合，并结合拉伸、充气、弯曲等多种力致变色响应模态，实现了对全部 26 个英文字母的结构色显示（图 2 ）。这一系统利用了 CLCE 微管在多维应变下色彩变化的可控性，使得每个字母都能通过精确调控变形状态而呈现出不同颜色，为可重构的反射式光学显示提供了新的思路。

图 2 ：可重构的结构色字母反射显示装置。 a ）由五根 CLCE 微管构成的字母显示系统的示意图，其结构可通过插针与进气口的移动进行重构； b ）照片展示了系统的不同状态： i ）初始状态，显示近红外颜色； ii ）通过单一充气实现的单色 “A” 字母； iii ）通过充气实现的多色 “A” ； iv ）通过充气与拉伸组合实现的 “M” ； v ）通过进气口移动与充气组合实现的 “X” ； vi ）通过弯曲（插针移动）与充气组合实现的 “P” ； c ）照片展示了通过图 a 所示四种颜色调控方式组合生成的其余字母。

此外，将这种微管缠绕在不同曲率的 3D 物体表面上，能够形成对环境曲率变化高度敏感的三维光子皮肤（图 3 ）。微管在不同弯曲状态下表现出不同程度的预应变和变色灵敏度，使得整个系统在充气或形变过程中展现出全方位可见、区域可编程的结构色分布。这一特性不仅展示了材料在光学显示方面的灵活性，也为可穿戴设备和复杂形状界面的智能感知与反馈提供了新可能，从而进一步扩展了这种新型材料的应用潜力。

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