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Shape-Memory Photonic Thermoplastics from Cellulose Nanocrystals

机译：纤维素纳米晶体的形状记忆光子热塑性塑料

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摘要

Responsive materials prepared using shape-memory photonic crystals have potential applications in rewritable photonic devices, security features, and optical coatings. By embedding chiral nematic cellulose nanocrystals (CNCs) in a polyacrylate matrix, a shape-memory photonic crystal thermoplastic (CNC-SMP) allows reversible capture of different colored states is reported. In this system, the temperature is used to program the shape-memory response, while pressure is used to compress the helical pitch of the CNC chiral nematic organization. By increasing the force applied (approximate to 140-230 N), the structural color can be tuned from red to blue. Then, on-demand, the CNC-SMP can recover to its original state by heating it above the glass transition temperature. This cycle can be performed over 15 times without any loss of the shape-memory behavior or mechanical degradation of the sample. In addition, multicolor readouts can be programmed into the chiral nematic CNC-SMP by using a patterned substrate to press the sample, while the glass transition temperature of the CNC-SMP can be tuned over a 90 degrees C range by altering the monomer composition used to prepare the polyacrylate matrix.
机译：使用形状记忆光子晶体制备的响应材料具有可重写光子器件，安全特征和光学涂层的潜在应用。通过将手性甲型纤维素纳米晶体（CNC）嵌入聚丙烯酸酯基质中，报告了形状记忆光子晶体热塑性塑料（CNC-SMP）允许可逆捕获不同的颜色状态。在该系统中，温度用于编程形状记忆响应，而压力用于压缩CNC手性向志性组织的螺旋间距。通过增加施加的力（近似为140-230 n），可以从红色到蓝色调谐结构颜色。然后，按需，通过将其加热至玻璃化转变温度，CNC-SMP可以恢复到其原始状态。该循环可以在15倍上进行，而不会损失形状存储器行为或样品的机械劣化。另外，通过使用图案化的基材可以通过使用图案化的基板向上编程到手性向列CNC-SMP中，而通过改变所用的单体组合物可以在90℃范围内调谐CNC-SMP的玻璃化转变温度制备聚丙烯酸酯基质。

著录项

  • 来源
    《Advanced Functional Materials》 |2021年第43期|2103268.1-2103268.8|共8页
  • 作者

    Boott Charlotte E.; Soto Miguel A.; Hamad Wadood Y.; MacLachlan Mark J.;

  • 作者单位

    Univ British Columbia Dept Chem 2036 Main Mall Vancouver BC V6T 1Z1 Canada;

    Univ British Columbia Dept Chem 2036 Main Mall Vancouver BC V6T 1Z1 Canada;

    Transformat & Interfaces Grp Bioprod Innovat Ctr Excellence FPInnovat 2665 East Mall Vancouver BC V6T 1Z4 Canada;

    Univ British Columbia Dept Chem 2036 Main Mall Vancouver BC V6T 1Z1 Canada|Stewart Blusson Quantum Matter Inst 2355 East Mall Vancouver BC V6T 1Z4 Canada|Kanazawa Univ WPI Nano Life Sci Inst Kanazawa Ishikawa 9201192 Japan|UBC BioProd Inst 2385 East Mall Vancouver BC V6T 1Z4 Canada;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    cellulose nanocrystals; photonic; self-assembly; shape-memory; thermoplastics;

    机译：纤维素纳米晶体;光子;自组装;形状记忆;热塑性塑料;

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