2023年4月14日,荷兰皇家科学院院士、原荷兰飞利浦资深技术副总裁、原埃因霍温技术大学功能有机材料与器件系主任Dirk J. Broer教授来到我组交流。这是继2016年4月27日以来,时隔七年,Broer教授再次来到我组进行学术交流。
Dirk J. Broer教授专门从事液晶聚合物网络和自组织分子系统的研究。他的研究贯穿了分子设计到器件制备的全流程,通过自上而下和自下而上的方法制备层状结构材料并将其整合到器件中,以满足可持续能源、水管理和医疗保健等领域的需求。从2003年到2010年,他担任飞利浦研究实验室的高级研究员和副总裁,专注于生物医疗设备的开发和聚合物材料的应用。自1996年以来,他担任埃因霍温理工大学(TU/e)的兼职教授,并于2010年被任命为全职教授,担任功能有机材料与器件系主任。同年,他成为了荷兰皇家艺术与科学学院的成员。2021年,他获得了荷兰历史最悠久、等级最高的骑士勋章“荷兰狮子骑士勋章”。至今,Broer教授已经在Nature、Nature Materials、Nature Communications、Advanced Materials等国际学术期刊上发表了270多篇论文。
上午,Broer教授带来了题为“Motorized Liquid Crystals Bring Chirality to Perform Work”的报告,围绕基于液晶的智能表面褶皱形成原理及其应用展开讨论。众所周知,液晶作为一种优异的可控分子自组装材料,一直以来被广泛应用于液晶显示器、衍射光学、柔性机器人和活性表面等领域。Broer教授的研究团队通过将手性分子引入液晶,成功使其自组装形成螺旋结构。进一步,他们将这些结构与光/电响应分子马达相结合,这些分子马达在光/电刺激下可以改变分子构象或取向方向,并通过液晶基元的协同效应将构象变化放大,最终使液晶围绕缺陷自组装形成了光/电响应的动态表面褶皱。而且,基于蓝光辐照下的自由体积膨胀原理,表面褶皱幅度增强。通过液晶基元的可控取向,Broer教授的研究团队将单分子动力学转化为整体的表面效应,提出了一种光引发的动态表面机理。在此基础上,他们研制出了智能窗户、触觉表面、拾取和放置元件、柔性机器人、可自润滑和自清洁的表面以及人造指纹皮肤等各种多功能器件。在会议期间,Broer教授非常热情地与在场的老师及同学进行了深入讨论,并耐心地回答了大家的相关问题。
下午,我组各个研究方向也派出代表,以英文汇报的方式向Broer教授展示了我组的研究成果。我组博士生鲁遥作了题为“Novel Optofluidic Technology Based on Photodeformable Liquid Crystal Polymers”的报告,介绍了基于光响应线型液晶高分子新材料开发的光流控技术的最新研究进展;博士生刘晓珺作了题为“Decoupled in Situ Geminate Patterns Printed with Chemical and Physical Colours”的报告,展示了一种使用胆甾相液晶聚合物网络构筑的在不同光照下分别显示结构色和荧光色图案的双模式标签;博士生潘峰作了题为“Alignment Control of 3D Printing liquid crystal Elastomers”的报告,其利用3D打印技术控制液晶取向梯度,构筑了多维度形变液晶弹性体执行器;博士生张霄羽作了题为“Liquid Crystal Polymers with Shape Memory Property”的报告,主要描述了如何利用形状记忆效应实现光致形变液晶高分子的智能塑形;硕士生张梦涵也作了题为“Photodeformable Azobenzene-Containing Polyimide”的报告,介绍了侧链型偶氮苯聚酰亚胺材料在扩大偶氮苯基团光致异构化能力上的最新研究进展。期间,Broer教授也利用其在液晶领域深厚的学识,给予了我们专业的点评并且对该研究方向的未来做出了期许与展望。