促动器（或执行器）是一种可以做功或控制其他物体做功的机械装置，在工业上有重要应用。聚合物促动器具有质量轻、反应快和易加工等优点，近年来成为研究热点。光响应聚合物既节能、环保，又有良好的空间、时间调节性，是极具竞争力的促动器候选材料。已有许多光学促动器被研究人员开发出来，但主要集中在液晶弹性体或含有偶氮苯的聚合物上。上述材料合成较复杂、成本高，应用受到限制。
加拿大Sherbrooke大学的赵越教授研究小组使用商业化的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）和经过表面修饰的金纳米颗粒（AuNPs）制备出EVA/AuNPs复合材料，并应用于光控促动器。EVA是具有很宽熔融范围的半晶性聚合物，熔点较高的晶区对应尺寸较大的聚合物晶体，是少有的几种具有可逆形状记忆功能的聚合物材料之一。复合材料中的AuNPs经过一定波长的光线照射后发生表面等离子共振（SPR），产生强烈的光热效应，从而使周围的聚合物温度升高。对于经过“编程”（加热拉伸和冷却定形预处理）的样条，其中的聚合物晶区沿着拉伸方向取向。当沿着厚度方向照射时，光强随着入射深度增加而降低，从而在样条厚度方向产生温度梯度，不对称熔融收缩使样条弯曲。当关闭入射光时，温度降低，聚合物沿着原拉伸方向重新结晶并受高熔点晶区形成的框架限制，使样条回复到原来形状。通过调节入射光的强度，光强变化速度和复合材料中AuNPs的含量（万分之二到千分之一），可以控制复合材料的温度在EVA的熔融范围内，从而调节促动器的弯曲幅度和运动速度。此外，试样厚度和伸长率对运动速度也有很大影响。在其他条件相同时，越薄的样品，光照时其厚度方向上被熔融的晶区所占比例越高，试样运动速度越快；伸长率越高，取向的结晶越多，光照时熔融释放的应变能越多，收缩力越大，从而运动速度越快。
EVA/AuNPs纳米复合膜（左）和拉伸定形后的样条（右）
这种EVA/AuNP复合材料制造简单、成本低廉，由其制备的光控促动器的运动幅度和速度均可通过样品厚度、伸长率、含金量和光强进行调节。经过350个循环的可逆运动测试后，其性能几乎没有衰减，在远距离光控开关、驱动等领域有着潜在的应用前景。
参考文献
Ge, F., Lu, X., Xiang, J., Tong, X. and Zhao, Y.(2017), An Optical Actuator Based on Gold-Nanoparticle-ContainingTemperature-Memory Semicrystalline Polymers. Angew. Chem. Int. Ed..doi: 10.1002/anie.201612164.
链接：
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201612164/full
来源：高分子科学前沿
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