液晶网络（Liquid crystal networks, LCNs）是指含有液晶基元的交联聚合物网络。将LCNs编程使液晶基元取向排列，可获得在光、热、电等刺激下发生可逆形变的液晶驱动器，这种集感知、驱动与操控于一体的智能驱动器在人工肌肉、智能机器人、传感器等领域具有广阔的应用前景。不同于传统的永久交联LCNs，基于动态共价键交联的动态液晶网络（DCv-LCNs）可利用动态键的动态交换简化编程过程并进行随意塑形，同时可实现重新塑形、多次编程与循环利用。然而，已报道的DCv-LCNs只能实现加热条件下“聚合物到聚合物”的重塑与循环利用，且编程过程均须在加热辅助下完成。这会导致多次加热过程中聚合物网络的破坏，从而影响液晶驱动器的驱动性能。

吉林大学刘小孔教授课题组报道了可实现“聚合物到单体”闭环回收的室温编程动态液晶网络，并基于闭环回收实现了材料的彻底再生与液晶驱动器的功能更新。将含偶氮苯液晶基元的二苯甲醛单体（DB-Azo）与三胺单体（TREN）经席夫碱反应缩聚，制备得到了动态亚胺键作为交联点的Azo-DCv-LCN。利用亚胺键的水致动态性，Azo-DCv-LCN可通过水中浸泡后拉伸实现室温编程，获得光响应液晶驱动器。将驱动器的光驱动行为与聚合物网络的形状记忆性质相结合，实现了驱动器复杂化与多样化的形态操控。重要的是，利用亚胺键在酸催化下的水解特性，Azo-DCv-LCN可在室温下实现解聚和两个单体的分离与高效率、高纯度回收，回收的单体可用于制备全新的Azo-DCv-LCN，实现了材料的彻底再生与性能恢复。在回收再制备过程中，可方便地去除原填料并引入新的功能填料，不仅使驱动器彻底再生，同时实现了功能更新，对于液晶驱动器经济价值的循环与升级具有重要意义。该工作以题为“Closed-Loop Recyclable and Totally Renewable Liquid Crystal Networks with Room-Temperature Programmability and Reconfigurable Functionalities”的文章发表于Angewandte Chemie International Edition上。

值得指出的是，可闭环回收的功能性高分子材料在此前鲜有报道，上述研究工作为发展可闭环回收的功能高分子材料提供了参考。功能高分子材料的闭环回收可实现原料的高效率、高纯度回收与循环利用，对于实现功能高分子经济价值的循环与升级具有重要意义。

以上研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。吉林大学刘小孔教授为论文的通讯作者。

Azo-DCv-LCN的制备及水致动态性

Azo-DCv-LCN的室温编程及光驱动行为

Azo-DCv-LCN的闭环回收及彻底再生

Azo-DCv-LCN驱动器的功能更新

视频1：Azo-DCv-LCN的紫外光驱动与形状记忆行为

视频2：红色和黑色的光驱动Azo-DCv-LCN滚轮


原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202411280

刘小孔教授及课题组简介：国家级“四青”人才，，第十三届全国青联委员，国家重点研发计划项目课题负责人，吉林省化学会理事。2017年3月起在超分子结构与材料国家重点实验室任教授、博士生导师；主要从事超分子聚合物材料、柔性电子材料与器件、可循环回收聚合物材料等方面的研究。相关成果在Adv. Mater.，Angewandte Chemie，CCS Chemistry等高水平学术期刊发表，并多次被C&En，MRS Bulletin等杂志专题报道；任Supramolecular Materials杂志编委，Chinese Chemical Letters，Chinese Journal of Chemistry等杂志青年编委。

刘小孔教授课题组面向世界科技前沿与国家重大需求，围绕非共价协同与动态交联聚合物材料开展研究，发展基于超分子非共价作用及动态共价化学的聚合物制备新策略，开展“化学结构-材料性能-功能应用-器件构筑”的一体化、交叉式科学研究，主要研究兴趣包括：高性能可循环可降解聚合物材料，可拉伸导电材料及柔性电子器件，聚合物基固态锂电池及自清洁涂层材料等，旨在实现从前沿基础研究与应用技术研发到产业转移转化的跨越。

课题组常年招收博士生及博士后，欢迎交流合作，感兴趣的同学和企业可联系: xiaokongliu@jlu.edu.cn