模仿生物的刺激響應行為（如動物的趨光性、植物的向濕性等）構筑智能材料是新型功能材料發展的重要方向之一，有望應用于生命醫療、航空航天、軍事探測等多種領域。液晶彈性體兼具優異的協同作用和高分子網絡的彈性，能夠在外場（熱、電、磁、光等）刺激下，通過改變液晶基元的排列而產生各向異性的形狀（尺寸）變化。與眾多刺激方式相比，光驅動方式由于其可控性好、可遠程定點操作、對使用環境無要求而受到廣泛關注。光響應液晶高分子通常含有能吸收光能的分子或官能團，其在光的作用下會發生某些物理或化學反應，產生一系列結構和形狀變化，從而表現出特定的功能。偶氮苯類衍生物是目前研究最為廣泛的一種光響應基團，它可以在光的作用下實現順反異構化的轉變。光化學反應引起的分子結構變化可以在液晶基元協同效應的作用下進一步放大為材料的宏觀形變。

近日，復旦大學材料科學系俞燕蕾教授課題組結合研究團隊多年來的工作，著重評述了近十幾年來含有偶氮苯基團的光致形變液晶高分子及其柔性執行器的重要發展歷程和趨勢，并關注通過仿生設計實現器件功能化的新思路。相關論文在線發表在Advanced Materials 期刊（DOI: 10.1002/adma.201904224）上。

該綜述從形變機理、多維拓撲形變方式以及光控柔性執行器三個方面深入淺出地介紹了光致形變液晶高分子材料。由于該類材料的加工是影響其分子排列、形變行為的重要因素，本文著重從改善光致形變液晶高分子加工性能的角度進行了闡述。為了解決交聯網絡結構導致材料不溶不熔的問題，后交聯體系、動態交聯體系和非化學交聯體系應運而生。尤其值得一提的是，俞燕蕾教授課題組通過烯烴開環易位聚合制備出高分子量的線型液晶高分子，利用其高度有序的層狀近晶相排列以及高分子鏈纏結形成有效的物理交聯，不僅兼容溶液、熔融、旋涂、輥壓等通用高分子加工方法，還具有強韌的力學性能和優良的光致形變性能，可制備成一維（纖維）、二維（薄膜）以及三維（微管）的各種光控執行器并實現微流體輸運等特定功能。同時，該材料還能與天然閃蝶翅膀、醫用EVA材料完美復合，賦予非響應材料光響應性能。由此可見，設計和制備全新結構的光致形變液晶高分子是從根本上提高材料加工性能的有效手段，這也是該領域未來重點發展的方向。

光致形變液晶高分子可以通過改變分子取向實現復雜形變，如彎曲、扭曲、螺旋等，為微型執行器的制備奠定了堅實的材料基礎。本文也詳細介紹了光致形變液晶高分子構筑的各類微執行器，例如微陣列表面、仿生微纖毛、微型行走機器人等，其中光響應微陣列表面和微管執行器在微量液體操控領域展現出極大的優勢。此外，光致形變液晶高分子材料在能量收集、自清潔表面、傳感器等領域也具有廣闊的應用前景。最后，作者對這一領域未來的重點研究方向進行展望，例如材料加工性能與工藝的改進為可編程的液晶聚合物發展提供了新的機遇。編程過程可能涉及到很多方面，如液晶分子取向的調控、幾何形狀和組成的特殊設計等等，甚至可以將光進行編程來實現執行器的程序化形變。該工作將幫助材料科學家、化學家和工程師們了解光致形變液晶高分子領域面臨的挑戰和機遇，同時也對未來材料的開發和功能器件的設計具有重要指導意義。