我公司CF 756材料助力科研取得新成果
導讀：想象一下，當衣物能隨溫度變化色彩，防偽標簽在按壓時呈現動態(tài)色變，這些科幻場景正逐步成為現實。材料科學與3D打印技術的融合催生了一項革命性成果——同軸直接墨水書寫（DIW）3D打印膽甾液晶彈性體（CLCEs）技術。這一發(fā)表于《先進材料》2025年37卷10期的研究成果，由賓夕法尼亞大學、哈佛大學及勞倫斯利弗莫爾國家實驗室聯合攻關，成功破解了CLCEs復雜三維結構打印的技術瓶頸。
近期美國的三所著名機構：賓夕法尼亞大學、哈佛大學和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的研究人員在2025年的《先進材料》（Advanced Materials）期刊發(fā)表題為 “Coaxial Direct Ink Writing of Cholesteric Liquid Crystal Elastomers in 3D Architectures”論文，研究通過同軸3D打印技術，成功開發(fā)出一種基于膽甾液晶彈性體（Cholesteric Liquid Crystal Elastomer, CLCE）的智能材料。這種材料因其獨特的內部螺旋結構，能夠實現對溫度、壓力等外界刺激的動態(tài)響應，例如隨體溫變化顏色或通過按壓顯示防偽信息。研究團隊通過核殼打印工藝解決了傳統(tǒng)制造中結構穩(wěn)定性不足的問題，使得這種材料在智能織物、防偽科技和軟體機器人等領域展現出巨大的應用潛力。
該文章提到了膽甾液晶彈性體（Cholesteric Liquid Crystal Elastomer, CLCE）中的關鍵成份CF 756(別名：LC756)用于實現材料的溫度或壓力響應特性。該產品由我公司CHEMFISH TOKYO提供，作為一種添加劑或功能材料，用于增強材料的光學性能或機械穩(wěn)定性。它可應用于同軸3D打印技術相關，用于優(yōu)化核殼結構或提升打印精度。
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202416621
膽甾液晶彈性體堪稱材料界的"智能變色龍"。其內部螺旋分子結構在機械應力作用下發(fā)生形變，導致反射光波長動態(tài)變化，從而實現色彩的可逆轉變。這種材料不僅具備橡皮筋般的彈性，還能將物理形變轉化為直觀的光學信號，使其在智能織物、壓力傳感、防偽標識及軟體機器人領域展現出巨大潛力。例如，運動服裝可通過色彩變化實時監(jiān)測肌肉拉伸程度；柔性機器人"皮膚"能以顏色反饋受力狀態(tài)，為下一代人機交互提供全新視覺接口。
研究團隊巧妙采用同軸打印技術，將低粘度CLCE墨水作為內核，外裹高粘度硅膠墨水形成保護層。這種"核殼"設計突破了傳統(tǒng)打印困境——內層CLCE在低粘度環(huán)境中自由排列形成理想膽甾相，外層硅膠則提供結構支撐，實現復雜三維架構的穩(wěn)定堆疊。
實驗數據顯示，CLCE-硅膠復合結構的機械變色靈敏度較純CLCE提升近20倍（從0.13 nm/kPa至2.39 nm/kPa），使微小壓力變化即可觸發(fā)顯著色變，極大拓展了其作為傳感器的應用場景。
研究團隊通過精確控制打印路徑與層高參數，成功構建出雙穩(wěn)態(tài)薄殼圓頂等復雜結構。這種具有"物理記憶"特性的圓頂陣列，可在倒置狀態(tài)下保持形變并記錄最大應變值，無需電子元件即可實現應變歷史監(jiān)測。
特別值得注意的是，共形打印技術確保了圓頂厚度均勻性，使其在不同受力區(qū)域呈現紅移（壓縮）與藍移（拉伸）的鮮明對比，為可視化壓力傳感開辟新路徑。
盡管仍處實驗室階段，該技術已展現出明確的商業(yè)化路徑：
高安全防偽：CLCE結構可實現復雜動態(tài)色變，其物理加密特性遠超傳統(tǒng)防偽手段，適用于奢侈品、藥品包裝及IP保護。
智能可穿戴設備：無需電池的自感應織物可實時監(jiān)測身體狀態(tài)，為運動康復提供直觀反饋，有望顛覆運動服裝市場。
軟體機器人視覺反饋：CLCE"皮膚"使機器人具備可視化壓力感知能力，提升人機交互的直觀性與安全性。
隨著材料性能的持續(xù)優(yōu)化（如增強彈韌性）及打印工藝的進一步精進（提高速度與精度），CLCE技術有望催生更多突破性應用。從溫控變色服裝到自報告損傷的柔性機械，這項技術正構建起一個材料自主感知與表達的智能生態(tài)系統(tǒng)，悄然重塑我們與物質世界的交互方式。
當色彩成為材料的語言，一個可視化的智能未來正加速走來。而CHEMFISH材料在該領域未來智能科技的呈現中，起到至關重要的作用，讓未來科技的每一次進化都寫滿材料智慧的密碼。
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