形状记忆聚合物光束的光诱导时空弯曲

Boliang吴，瓜子刘，房玉陈而且利华国际金

在热、光或磁场等外部刺激下，刺激响应软材料可以通过非平衡动力学过程(包括反应、扩散和粘弹性松弛)将其当前的结构改变为新的平衡状态，从而产生新的时空形状变形行为。本文以光热形状记忆聚合物(SMP)悬臂梁为模型系统，对其在光照下的非平衡动力学过程和时空弯曲进行了分析、数值和实验研究。我们建立了SMPs的热力学模型，捕捉了传热和粘弹性松弛的并发非平衡过程，这导致了不均匀的温度和应变分布通过梁的厚度，导致其弯曲和不弯曲。通过改变关键的无量纲参数，我们从理论上和实验上观察到不同类型的弯曲动力学。此外，我们的理论还考虑了广泛的光束弯曲引起的入射角变化，并证明了这种影响可以由于有效光强的降低而大大延迟弯曲，这一点在实验中得到了进一步的验证。这项工作展示了SMP的可编程和可预测的时空变形，并为SMP变形结构和机器人提供了设计指南。

DOI10.1088 / 1361 - 665 x / ac9d75