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第 39 卷 第 3 期2024 年 3 月Vol.39 No.3Mar.2024液晶与显示Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays4D打印可编程液态金属-液晶弹性体软体致动器王发欣1，张欢1，陈原浩1，杨乐1，毕然1，沈永涛1，封伟1，王玲1，2*（1.天津大学 材料科学与工程学院，天津 300350；2.天津大学 滨海工业研究院，天津 300452）摘要：为了得到能够可控制形变的液晶弹性体，提高其在软体致动器和软体机器人领域的应用潜力，本文报道了一种基于液态金属（LM）-液晶弹性体（LCE）的光驱动软体致动器。该软体致动器通过 4D 打印技术制备而成，展现出了良好的形变可编程性。通过超声将 LM 分散在乙醇中，随后将 LM 微米颗粒混合到配置好的液晶溶液中得到均匀的 LM-LCE墨水，利用 4D 打印技术对其墨水的取向结构进行编程，最终制备出具有特定形变的软体致动器。通过 4D 打印，分别制备了具有交替正交和圆锥形阵列取向结构的 LM-LCE软体致动器。该致动器具有良好的光热性能，在 808 nm 红外激光照射下，在 10 s内致动器表面温度可达 120。基于优越的光热性能，交替正交取向结构的致动器可以快速产生弯曲形变；而圆锥形阵列取向结构的致动器则以螺旋中心为顶点产生凸起形变。基于 4D 打印技术，LM-LCE 的光驱动软体致动器具有良好的形状可编程性，在动态和复杂的环境中展现出更加优异的适应性及可调节性，有望在医疗、军事和软体机器人领域得到广泛应用。关键词：可编程形变；液晶弹性体；液态金属；4D打印；软体机器人中图分类号：O753+.2 文献标识码：A doi：10.37188/CJLCD.2023-02434D printed programmable deformable liquid metal-liquid crystal elastomer soft actuatorWANG Faxin1，ZHANG Huan1，CHEN Yuanhao1，YANG Le1，BI Ran1，SHEN Yongtao1，FENG Wei1，WANG Ling1，2*（1.School of Materials Science and Engineering，Tianjin University，Tianjin 300350，China；2.Binhai Industrial Research Institute，Tianjin University，Tianjin 300452，China）Abstract：To obtain liquid crystal elastomer with shape-programmable ability and improve its application potential in soft actuators and soft robots，this work reports a light driven soft actuator based on liquid metal（LM）-liquid crystal elastomer（LCE）.The soft actuator is fabricated by 4D printing technology，which endows the actuator robust shape-programmable capability.LM was dispersed in ethanol by sonication，then LM micro-particles were mixed into the liquid crystal solution to obtain uniform LM-LCE ink.Using 4D printing technique，the soft actuator with specific deformation was eventually obtained by further programming the orientation of ink.The alternating orthogonal and conical array LM-LCE soft 文章编号：1007-2780（2024）03-0257-09收稿日期：2023-07-13；修订日期：2023-07-31.基金项目：国家自然科学基金（No.51973155，No.52173181）；天津市杰出青年科学基金（No.22JCJQJC00060）Supported by National Natural Science Foundation of China（No.51973155，No.52173181）；Tianjin Science Fund for Distinguished Young Scholars（No.22JCJQJC00060）*通信联系人，E-mail：第 39 卷液晶与显示actuators were created via 4D printing.The actuator has good photothermal performance，when exposed to 808 nm infrared laser，its surface temperature can reach above 120 C in about 10 s.According to the superior photothermal performance，the alternating orthogonal structure actuator is capable of producing bending deformation quickly，while the conical array structure actuator can produce a convex deformation with the spiral center as the vertex.Based on 4D printing technology，the LM-LCE light-driven soft actuator has robust shape-programmable capability，demonstrating better adaptability and adjustability in dynamic and complex environments，and is anticipated to be extensively used in the fields of medical treatment，military，and soft robot.Key words：programmable deformation；liquid crystal elastomer；liquid metals；4D printing；soft robot1 引言与传统的刚性致动器相比，软体致动器展现出良好的柔顺性以及优越的变形能力，在人机交互1、软体机器人2-3、物质运输4等领域得到广泛应用。制备软体致动器的基体材料一般有液晶弹性体（LCE）、水凝胶以及形状记忆聚合物等。特别地，液晶弹性体（LCE）在外界刺激下可以实现液晶基元微观的有序-无序转变，并且伴随着宏观的各向异性的可逆变形（400%），因此被认为是制备软体致动器的理想材料。然而，传统的热刺激响应型 LCE 软体致动器的驱动高度依赖于热源，限制了其实际应用。近些年研究人员通过与其他材料复合，开发出了可以在电、光、湿度及磁场下驱动的 LCE 软体致动器5-8。相比其他种类的软体致动器，光驱动软体致动器可以被远程控制，并可以通过控制光照强度、光照时间、光的波长等参数对光驱动形变进行精确控制9。Yang 等8将 MXene 复合进入 LCE 中，制备了可以在天顶角和方位角都能追踪光源的液晶弹性体管状致动器。传统制备光驱动软体致动器的光热材料通常是 MXene10、金纳米线（AuNPs）3和碳纳米管（CNT）11等固体纳米材料。但是固体纳米材料复合进 LCE 后，一是会降低 LCE 的形变量，从而影响光驱动致动器的驱动性能；二是固体填料在 LCE 中的均匀分散比较困难，特别是在高填料体积分数的情况下，由于颗粒团聚的存在，此类复合材料在大应变下容易发生断裂。共晶镓-铟（EGaIn）是一种熔点接近或低于室温的液态金属（LM），兼具金属和流体特性。因此，利用镓-铟（EGaIn）合金与 LCE 结合制备的液态金属-液晶弹性体（LM-LCE）墨水具有良好的光热性能、优越的变形能力以及优异的界面稳定性。与其他光热材料相比，LM-LCE 墨水（高达 60%质量分数）不会显著改变软体致动器的机械性能和驱动性能12。因此，LM在软体机器人中得到了广泛应用。Lv等13通过将 LM墨水与LCN 薄膜复合，制备了可以光驱动的 LM-LCN软体致动器。该致动器在光照下可以发生不同频率的振动，有望实现光驱动扑翼飞行。Lu等14在 LCE 中掺杂了 5%（质量分数）的 LM 液滴，制得的新型 LM-LCE 复合材料具有较高的抗疲劳性能、良好驱动性能（最大驱动应变为55%，最大驱动应力为1.13 MPa）、完全可逆的热/光驱动功能以及良好的中温自愈能力，是高负载驱动器的理想候选材料。虽然目前存在的光驱动LM-LCE 软体致动器有较好的机械性能和驱动性能，但是大部分都只能发生简单的弯曲或者收缩形变，限制了软体致动器的实际应用。自 2013 年 Tibbits 教授提出 4D 打印概念之后，驱动材料的 4D 打印获得了广泛关注15。作为一种性能出色的驱动材料，LCE 的 4D 打印在2017年被首次报道16。4D 打印技术可以很容易对 LCE 的液晶基元进行编程取向，使得 LCE 软体致动器可以展现出各种复杂的变形模式，进一步提高了 LCE 在软体致动器和软体机器人领域的应用17-19。Zhai 等20利用 4D 打印技术制备了一种基于 LCE 的薄膜。该薄膜在加热后可以自发蜷曲成管状并能够快速滚动，同时可以通过改变管状机器人的长度和弯曲方向调节滚动速度和方向，且该管状机器人具有一定的智能感知功能，可以应用于货物运输和外太空陌生环境的智能探索。Yang 等21制造了一种 4D 打印的荧光258第 3 期王发欣，等：4D打印可编程液态金属-液晶弹性体软体致动器钙钛矿量子点（PQD）-LCE 薄膜，该薄膜在室温下可以自发卷曲成卷，当薄膜被加热或者近红外光照射时，卷内 PQD 信息就可以展示出来，实现了光驱动自展开信息显示，有望利用到信息加密技术中。本文报道了基于 4D 打印技术的光驱动液态金属-液晶弹性体（LM-LCE）软体致动器，该致动器在光照下展现出复杂且可逆的形变。首先制备出具有高稳定性的 LM-LCE 墨水，系统地研究了 LM 掺杂量、打印温度和打印速度对LM-LCE 软体致动器驱动性能的影响；探究了LM-LCE 软体致动器的光吸收和光热转换性能及在近红外光照射下的驱动性能；最后通过 4D打印技术设计打印出结构和液晶基元取向更为复杂的 LM-LCE 软体致动器，演示了其光驱动变形过程。该 LM-LCE 软体致动器在动态和复杂的环境中展现出更加优异的适应性及可调节性，有望在软体致动器和软体机器人领域得到广泛应用22-23。2 实验2.1材料和仪器实验中使用的主要材料：1，4-双-4-（3-丙烯酰氧基丙氧基）苯甲酰氧基-2-甲基苯（RM257）：分析纯，江苏合成新材料有限公司；正丁胺，萨恩化学技术（上海）有限公司；，-二甲氧基-苯基苯乙酮（Irgacure 651），上海阿拉丁生化科技股份有限公司；镓铟液态合金，山东烟台艾帮新材料有限公司；乙醇：分析纯，天津希恩思奥普德科技有限公司。实验中使用的主要仪器：超声波细胞粉碎机，宁波新芝生物科技股份有限公司 JY92-IIN；DIW-3D 打印机，杭州捷诺飞生物科技股份有限公司 Bio-Architect SR；LED 光固化器，广州市邦沃电子科技有限公司 FUV-6BK；激光光源，长春新产业光电技术有限公司 MDL-808；电位粒度分析仪，英国马尔文仪器有限公司 Nano ZS90；偏光显微镜，尼康 LV100POL；差示扫描量热仪，日本日立股份有限公司 S4800；机械拉伸机，深圳三思纵横科技股份有限公司 Suns890；紫外-可见光谱仪，日本 Shimadzu 公司 UV-3600plus；红外热成像仪，德国 Fluke公司 TiX500；透射电子显微镜，日本电子公司 JEM-2100F。2.2LM 微米颗粒的制备LM 微米颗粒制备过程如图 1 所示。首先，将 1 g LM 置于 10 mL 玻璃小瓶中，加入 5 mL 乙醇。然后，将配置好的 LM-乙醇溶液置于超声波细胞粉碎机中进行超声，超声探头与瓶底之间保留 1 cm 距离，细胞粉碎机功率设置为 325 W，超声时间为 10 min，超声开、关时间各为 5 s。最后，将超声后的 LM-乙醇溶液转移至离心机离心，设置转速为 10 000 r/min，离心时间为 10 min。离心结束后去除上清液，得到 LM 微米颗粒。2.3LM-LCE软体致动器的制备LM-LCE软体致动器的制备如图 2所示。取2 g RM257、0.198 g 正丁胺于 20 mL 透明玻璃小瓶中，其中液晶和正丁胺摩尔比为 1.25 1。加入0.02 g光引发剂 I-651后，放置到 150 的热台上图 1超声制备 LM 微米颗粒过程示意图Fig.1Schematic diagram of the ultrasound preparation of LM micron particles图 24D 打印 LM-LCE 墨水的过程示意图及 LM-LCE墨水的分子结构Fig.2Schematic diagram of the process of 4D printing LM-LCE ink and the molecular structure of LM-LCE ink259第 39 卷液晶与显示加热。待各组分完全溶解后，取一定质量（0 g，0.1 g，0.2 g，0.3 g，0.4 g；分别对应液晶质量分数 0%，5%，10%，15%，20%）的 LM 微粒加入到混合溶液中搅拌至均匀。将混合均匀的墨水放入 4D 打印加热料筒中，置于 80 真空干燥箱中反应 3 h后得到 LM-LCE 墨水。之后将墨水料筒放入 4D打印机中，以特定程序将 LM-LCE墨水打印到玻璃基板上，边打印边用紫外灯固化，打印完成后正反两面分别继续固化 30 s，得到 LM-LCE 软体致动器。3 结果与讨论3.1LM 微米颗粒的形貌LM 在乙醇溶液中超声 10 min 会被打碎成微粒分散在乙醇溶剂中（图 3（a）。将 LM 微粒配成稀溶液，并通过电位粒度分析仪测量其具体 尺寸。图 3（b）呈现出 LM 颗粒尺寸分布在4001 600 nm 范围内，分布中心约为 1 000 nm；图 3（c）为 LM 颗粒的 TEM 图片，LM 颗粒呈圆球形。3.2不同条件对LM-LCE软体致动器性能的影响LM-LCE 软体致动器采用光热驱动的方式：LM 吸收光产生热量使软体致动器升温，当温度达到 LCE向列相态-各向同性态相转变温度（TNI）时，软体致动器产生形变。TNI对于软体致动器是一个重要的性能参数。为了探究 LM 微粒对TNI的影响，实验中利用差示扫描量热仪（DSC）测试了不同含量（质量分数）LM 微粒的 LM-LCE墨水的相变温度。图 4（a）为含有不同 LM 质量分数的 LM-LCE 墨水的 DSC 曲线。不含 LM 微粒的 LCE 墨水的 TNI为 88.1，而加入 LM 颗粒后 TNI略微增加，含有 LM 质量分数为 5%，10%，15%，20%的 LM-LCE 墨水的 TNI分别为 91.57，90.79，90.34，91.64。分析原因可能是由于LM 颗粒与液晶聚合物分子链之间存在相互作用力，限制了 LCE 内部链段的运动，但整体上 20%（质量分数）以内的 LM 含量对 LM-LCE 墨水的相转变温度影响并不大。LM 微粒的加入会对LM-LCE 软体致动器的力学性能产生影响。实验中利用万能试验机对打印出来的沿长轴取向的单层 LM-LCE软体致动器进行了力学测试，实验结果如图 4（b）所示。随着 LM 质量分数增加（0%，5%，10%，15%，20%），LM-LCE 的模量和拉伸断裂强度增加，断裂伸长率降低。实验中固定喷头压力 0.3 MPa，打印速度10 mm/s，喷嘴直径 0.5 mm。将含有不同 LM 微粒含量（质量分数 0%，5%，10%，15%，20%）的LM-LCE墨水置于不同打印温度下（60，65，70，80，90，100），分别打印出沿长轴取向的 LM-LCE 软体致动器。测量在不同打印温度下不同 LM 微粒含量的 LM-LCE 软体致动器的最大驱动应变。如图 4（c）所示，不同 LM 微粒含量的 LM-LCE软体致动器，随着打印温度的提高，致动器的驱动应变会随之降低；在打印温度为 60 时，LM-LCE软体致动器最大驱动应变可达 33%；在打印温度为 100 时，LM-LCE 软体致动器的最大驱动应变仅为 6%。这是因为由于熵弹性的存在，链段会自发趋于无序。LM-LCE墨水中的液晶基元在喷嘴中由于剪切力而获得取向的同时在不断失去取向，其中温度越高，链图 3LM 微米颗粒的表征。（a）LM 颗粒分散在乙醇溶液中的照片；（b）LM 颗粒粒径分布图；（c）LM 微粒 TEM 图片。Fig.3Characterization of LM micron particles.（a）Photo of LM pellets dispersed in ethanol solution；（b）LM particle size distribution map；（c）LM particle picture.260第 3 期王发欣，等：4D打印可编程液态金属-液晶弹性体软体致动器段运动越活跃，取向趋于无序的速度也越快。当打印温度达到一定值后，通过喷嘴取向的液晶基元快速恢复，光固化时已经完全失去取向，打印出的致动器在无束缚条件下也会失去刺激响应形变能力。但同时随着 LM 质量分数的提高，墨水粘度增大，所需要的打印温度也越高。LM 质量分数为 10%时，60 的打印温度下 LM-LCE墨水已经无法挤出；LM质量分数为 15%时，60 和 65 时也无法挤出；LM 质量分数到达 20%时，80 以上的料筒温度下才能完成打印过程。当 LM 质 量 分 数 在 10%以 内，在 打 印 温 度 为60 时，驱动应变虽然略有下降，但都能保持在30%以上。继续增加 LM 浓度，LM-LCE 墨水的挤出过程需要更高的温度，打印出来的 LM-LCE软体致动器驱动应变较低，因此 LM 质量分数超过 20%时不做进一步探究。本实验选用 LM 质量分数为 10%的 LM-LCE 墨水，调节打印温度为 65 进行接下来的打印参数测试。LM-LCE 墨水在打印时主要经历两个作用力而发生取向：其一是喷头挤出过程中受到的剪切作用力，另一个是在基底上打印时由于打印速度高于喷头挤出速度而受到的拉伸作用力。挤出过程所导致的取向情况主要由打印温度所控制。拉伸所导致的取向主要由打印速度所控制。实 验 中 固 定 LM-LCE 墨 水 的 LM 质 量 分 数 为10%，打印压力 0.3 MPa，打印温度 65，打印速度从 2 mm/s逐渐提高到 14 mm/s。如图 4（d）所示，LM-LCE 软体致动器的驱动应变先提高，在打印速度为 10 mm/s 时趋于稳定，原因可能是10 mm/s 的打印速度已经实现了 LM-LCE 墨水所能到达的最大取向。如果继续增加打印速度，打印在基底上的液晶不连续，软体致动器无法成型，所以选用 10 mm/s的打印速度进行接下来的实验探究。图 4不同条件下 LM-LCE软体致动器的性能。（a）不同 LM 含量（质量分数）的墨水的 DSC 曲线；（b）不同 LM 微粒浓度（质量分数）下 LM-LCE 软体致动器的应力应变曲线；（c）打印温度和 LM 含量（质量分数）对致动器驱动应变的影响；（d）打印速度对致动器驱动应变的影响。Fig.4Performance of LM-LCE software actuators under different conditions.（a）DSC curves for inks with different LM content（mass fraction）；（b）Stress-strain curves of LM-LCE soft actuators under different LM particle concentrations（mass fraction）；（c）Effect of printing temperature and LM content（mass fraction）on actuator drive strain；（d）Effect of print speed on actuator drive strain.261第 39 卷液晶与显示3.3LM-LCE驱动机理及性能LCE 的变形模式取决于液晶基元的排列方向，如果 LCE薄膜上所有的液晶基元都沿着一个方向排列，则 LCE薄膜可以发生沿排列方向的收缩。但是液晶基元的取向可以更为复杂，如倾斜、扭曲诱导 LCE薄膜发生更复杂的变形。相比于形状记忆聚合物和水凝胶，LCE具有相对较快的刺激响应速度（100 ms）和大的各向异性变形（400%），且形变过程是可逆的24。LM 具有光热转换功能25，将 LM 掺杂进 LCE 中可以使LCE能够在红外光照射下驱动。设计上下两层打印方向分别为平行/垂直于长轴方向（图 5（a），打印得到的软体致动器上层的液晶基元沿着长轴取向，下层的液晶基元垂直于长轴取向。当软体致动器被加热到 TNI以上时，上层延长轴方向发生收缩，垂直于长轴方向发生膨胀；下层则是沿长轴方向发生膨胀，垂直于长轴方向发生收缩。所以软体致动器在加热时会表现出向上、向内的弯曲。由于长轴方向收缩/膨胀变化较大，所以主要发生向上弯曲。图 5（b）为在 808 nm 近红外光照射下具有上下两层垂直取向结构的 LM-LCE 软体致动器弯曲前后照片。利用紫外-可见光谱仪测试 LM-LCE 的光吸收性能，结果如图 5（c）所示。LM-LCE 软体致动器在全光谱范围内均呈现较好的光吸收性能。本实验中主要通过近红外光探究和演示 LM-LCE 软体致动器的光驱动性能。接着对 LM-LCE软体致动器的光热转换性能进行探究，使用功率密度分别为 0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 W/cm2的808 nm 近红外光照射打印后制备的单层 LM-图 5LM-LCE软体致动器的光驱动示意图及性能。（a）LM-LCE软体致动器的结构和弯曲过程示意图；（b）LM-LCE软体致动器的弯曲过程照片；（c）LM-LCE 软体致动器的紫外-可见光光谱；（d）不同光强下 LM-LCE 软体致动器的温度随时间变化曲线；（e）不同光强下 LM-LCE 软体致动器的弯曲角度随时间变化曲线；（f）LM-LCE 软体致动器的结构和扭曲过程示意图；（g）LM-LCE软体致动器的扭曲过程照片。Fig.5Schematic diagram and performance of optical drive of LM-LCE software actuator.（a）Schematic diagram of the structure and bending process of the LM-LCE software actuator；（b）Photo of the bending process of an LM-LCE software actuator；（c）UV-Vis spectrum of LM-LCE soft actuators；（d）Temperature variation curves of LM-LCE software actuator with time under different light intensities；（e）Bending angle of LM-LCE software actuator under different light intensity changes with time；（f）Schematic diagram of the structure and twisting process of the LM-LCE software actuator；（g）Photo of the twisting process of an LM-LCE software actuator.262第 3 期王发欣，等：4D打印可编程液态金属-液晶弹性体软体致动器LCE 软体致动器，使用红外热成像仪记录其表面温度变化。如图 5（d）所示，随着光功率密度的提高，LM-LCE软体致动器的升温速率和所达到的最大温度均提高。光强为 0.5 W/cm2时，致动器表面温度迅速升高，10 s内达到 120，16 s 达到最高温度 130，之后温度趋于稳定。由此可以看出，LM 微米颗粒具有良好的光热转换能力。随着光照强度的增加，LM-LCE 软体致动器的弯曲速率也在不断增加（图 5（e）。光强分别为0.2，0.3，0.4，0.5 W/cm2时，LM-LCE 软体致动器达到最大弯曲角度的时间分别为 35，22，16，12 s。与此相比，不添加 LM 微米颗粒的 LCE 软体致动器在 0.5 W/cm2的光照强度下并不发生弯曲变形。另外，近红外光照射 LM-LCE软体致动器驱动时存在自遮蔽效应：当近红外光光源从正上方照射，在软体致动器弯曲角度达到 90时，处于高处的致动器会遮蔽红外光继续照射弯曲处，从而使弯曲角度稳定在 90。可以通过设计上下两层打印方向与长轴呈固定角度/（、分别代表上下两层打印方向于长轴方向所呈现的角度，图 5（f），制备出的 LM-LCE 软体致动器可在近红外光照射下发生螺旋变 形。当 角 度 分 别 为 15/165，30/150，45/135，60/120，75/105时，LM-LCE 软体致动器在近红外光下的螺旋变形情况如图5（g）所示。3.4LM-LCE可编程形变将 LM-LCE 墨水按预先设计的图案和液晶基元排列方式打印，所得到的 LM-LCE软体致动器可发生更复杂且可以提前设计的驱动变形。如图 6（a）所示，设计 LM-LCE软体致动器呈双层结构，两层中液晶基元取向互相垂直，且在不同位置交替排列。当用近红外光照射时，LM-LCE软体致动器就可发生提前设计的波浪状弯曲形变，如图 6（b）所示。如图 6（c）所示，设计 LM-LCE软体致动器呈单层结构，其中液晶基元呈螺旋结构排列，以阵列形式重复 6 次。当用近红外光照射时，LM-LCE 软体致动器可以发生以螺旋中心为顶点的凸起变形，如图 6（d）所示。4 结论本文基于 4D 打印技术，提出了一种可以通过编程液晶基元取向方式得到特定复杂形变的LM-LCM 光驱动软体致动器的方法。首先观测LM 微球的尺寸大小，通过电位粒度分析仪了解到 LM 颗粒尺寸分布在 4001 600 nm 范围内，分布中心约为 1 000 nm。其次探究了不同条件对 LM-LCE 软体致动器性能的影响。确定在LM 质量分数为 10%的 LM-LCE 墨水，打印温度为 65，打印速度为 10 mm/s，打印压力为0.3 MPa 的实验条件下进行 LM-LCE 致动器可编程形变的研究。接着探究了 LM-LCE 软体致动器的光热性能，在光强为 0.5 W/cm2的红外光图 6LM-LCE软体致动器的复杂变形。（a）具备交替正交取向结构的 LM-LCE软体致动器的变形过程示意图；（b）具备交替取向结构的 LM-LCE软体致动器的变形过程照片；（c）具有圆锥形阵列取向结构的 LM-LCE软体致动器的变形过程示意图；（d）具有圆锥形阵列结构的 LM-LCE软体致动器的变形过程。Fig.6Complex deformations of LM-LCE soft actuators.（a）Schematic diagram of the deformation process of an LM-LCE soft actuator with an alternating orientation structure；（b）Photo of the deformation process of an LM-LCE soft actuator with alternating orthogonal structure；（c）Schematic diagram of the deformation process of LM-LCE soft actuator with conical array structure；（d）Deformation process of LM-LCE soft actuator with spiral array structure.263第 39 卷液晶与显示照射下，致动器表面 10 s 内可达到 120。最后通过 4D 打印技术成功制得了具备交替正交取向结构的光驱动 LM-LCE 软体致动器和具有圆锥形阵列取向结构的光驱动 LM-LCE软体致动器，达到了可以通过编程液晶基元取向来实现特定形变的效果。本论文所制备的 LM-LCE 软体致动器有望在医疗、军事和软体机器人领域得到广泛应用。参考文献：1 OUYANG K W，ZHUANG J，CHEN C C，et al.Gradient diffusion anisotropic carboxymethyl cellulose hydrogels for strain sensors J.Biomacromolecules，2021，22（12）：5033-5041.2 CHEN Y H，YANG J J，ZHANG X，et al.Light-driven bimorph soft actuators：design，fabrication，and properties J.Materials Horizons，2021，8（3）：728-757.3 YANG X，CHEN Y H，ZHANG X，et al.Bioinspired light-fueled water-walking soft robots based on liquid 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