Bispo, Miguel; Donnio, Bertrand and Guillon, Daniel
CNRS-ULP (UMR 7504), Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg, 23, rue du Loess, BP 43 F-67037 Strasbourg Cedex 2, France
ABSTRACT: Liquid Crystal Elastomers (LCE) are weakly reticulated networks, presenting a non-classical elastic behavior. The possibility of coupling between the liquid crystal order and the network organization allows spontaneous elongations. These materials present memory effect, and can be used to prepare artificial muscles, case in which they have shown to present perfectly reversible elongation-contraction cycles, with good endurance. Activation may take place by temperature change, irradiation or submission to a magnetic field. Increasing interest is being deposited on these materials, for their simplicity (very useful in nanotechnologies, because it is easy to miniaturize), lightweight and no need for lubrication.
Keywords: Liquid Crystals, Elastomers, Artificial Muscles.
]]> RESUMO: Os Elastómeros Cristais Líquidos (LCE) são redes poliméricas fracamente reticuladas, que apresentam um comportamento elástico não clássico. De facto, a possibilidade de acoplar a ordem própria dos cristais líquidos com a organização da rede polimérica permite extensões espontâneas. Estes materiais apresentam memória de forma, podendo ser utilizados para preparar músculos artificiais, caso no qual apresentam ciclos de contracção-extensão perfeitamente reversíveis, assim como a necessária robustez. A activação pode dar-se por variação de temperatura, irradiação ou submissão a um campo magnético. Estes materiais têm sido objecto de um crescente interesse, devido à sua simplicidade (muito útil em nanotecnologias, porque é facilmente miniaturizável), leveza e ao facto de não necessitar de lubrificação.
Palavras Chave: Cristais Líquidos, Elastómeros, Músculos Artificiais.
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RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
[1]Warner, M.; Terentjev, E., Liquid Crystal Elastomers, International Series of Monographs on Physics, nrb 120, Oxford University Press, 2003. [ Links ]
[2] Collings, P.; Hird, M., Introduction to Liquid Crystals, Taylor&Francis, 1997
[3] Mitov, M., Les cristaux liquides, Editeur Que sais-je?, 2000.
[4]Friedel, G., Ann. Phys. (1922), 18, 273-475.
[5]Auroy, P., Pour la Science (2002), 294, 88-93.
[6]Kuhn, W., Hargilay, B., Katchalsky, A., Eisenberg, H., Nature (1950), 165, 514-516.
[7]De Gennes, P.-G., C. R. Acad. Sci. Paris,Ser. IIb (1997) 324, 343-348.
[8]Elliot, A.; Ambrose, E., Discuss Faraday Soc. (1950), 9, 246.
[9]De Gennes, P.-G., C. R. Scéances Acad. Sci. Ser. B (1975), 281, 101-103.
[10]Finkelmann, H.; Kock, H.; Rehage, G., Makromol. Rapid Commun. (1981), 2, 317.
[11]Kupfer, J.; Finkelmann, H., Macromol. Chem. Rapid. Commun. (1991), 12, 717-726.
]]> [12]Kim, S.; Finkelmann, H., Macroml. Rapid Commun. (2001), 22, 429-433.[13]Percec, V.; Kawasumi, M., Macromolecules (1991), 24, 6318-6324.
[14]Bergmann, G.; Finkelmann, H.; Percec, V.; Zhao, M., Macromol. Rapid Commun. (1997), 18 (5), 353-360.
[15]Donnio, B.; Wermter, H.; Finkelmann, H., Macromolecules (2000), 33, 7724-7729.
[16]Finkelmann, H., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. (1987), 26, 816-824.
[17]Mayer, S.; Zentel, R., Curr. Op. Sol. State Mater. Sci. (2002), 6, 545-551.
[18]Kelly, S., J. Mater. Chem. (1995), 5 (12), 2047-2061.
[19]Assfalg, N.; Finkelmann, H., Macromol. Chem. Phys. (2001), 202, 794-800.
[20]Zubarev, E.; Kuptsov, S.; Yuranova, T.; Talroze, R.; Finkelmann, H., Liq. Cryst. (1999), 26 (10), 1531-1540.
[21]Disch, S., Finkelmann, H., Ringsdorf, H., Schuhmacher, P. Macromolecules (1995) 28, 2924-2428.
]]> [22]Greve, A., Finkelmann, H., Macromol. Chem. Phys. (2001), 202, 2926-2946.[23]Weilepp, J., Zanna, J.J., Assflag, N., Stein, P., Hilliou, L., Mauzac, M., Finkelmann, H., Brand, H.R., Martinoty, P., Macromolecules (1999) 32, 4566-4574.
[24]Zana, J.J., Stein, P., Marty, J.D., Mauzac, M., Martinoty, P, Macromolecules (2002) 35, 5459-5465.
[25]Nishikawa, E.; Finkelmann, H., Macromol. Chem. Phys. (1999), 200, 312-322.
[26]Schüring H., Stannarius R., Tolksdorf C., Zentel, R., Macromolecules (2001), 34, 3962-3972.
[27]Zhang, B.Y., Meng, F.B., Zang, B.L., Hu, J.S., Macromolecules (2003) 36, 3320-3326.
[28]Li, M.; Auroy, P.; Keller, P., Liq. Cryst.(2000), 27 (11), 1497-1502.
[29]Li, M.; Keller, P.; Albouy, P., Macromolecules (2003), 36, 2284-2292.
[30]Thomsen III, D.; Keller, P.; Naciri, J.; Pink, R.; Jeon, H.; Shenoy, D.; Ratna, B., Macromolecules (2001), 34, 5868-5875.
[31]Li, M.; Keller, P.; Li, B.; Wang, X.; Brunet, M., Adv. Mater. (2003), 15, 569-572.
]]> [32]Li, M.; Keller, P.; Yang, J.; Albouy, P.-A., Adv. Mater. (2004), 16, 1922-1925.[33]Naciri, J.; Srinivasan, A.; Jeon, H.; Nikolov, N.; Keller, P.; Ratna, B., Macromolecules (2003), 36, 8499-8505.
[34]Zentel R. et al. Coll. Polym. Sci. (1990), 268, 222-229.
[35]Ortiz, C.; Wagner, M., Bhargava, N., Ober, C. K., Kramer, E. J. Macromolecules (1998), 31, 8531-8539.
[36]Wermter, H.; Finkelmann, H., e-polymers (2001), nbr 13.
[37]Di Maio, L., Iannelli, P., Pragliola, S., Roviello, A., Sirigu, A., J. Polym. Sci. B : Polym. Phys. (1998) 36, 433-438.
[38]Caruso, U.; Hatfull, L.; Roviello, A.; Sirigu, A. Polymer (1999), 40, 6753-6760.
[39]Acierno, D., Fresa, R., Iannelli, P., Vacca, P. Polymer (2000), 41, 4179-4187.
[40]Zentel, R. Angew. Chem. Adv. Mater. (1989) 142, 85-100.
[41]Zentel, R. Topics in Physical Chemistry: Liquid Crystals; Baumgärtel, H., Franck, E. U., Grünbein, W., Eds.; Stegemeyer, H. Guest Ed.; Springer: New York 1994; Vol. 3, Chap. 3, 103-141.
]]> [42]Zentel, R.; Brehmer, M. Acta Polymer. (1996), 47, 141-149.[43]Amigo-Melchior, A.; Finkelmann, H., Polym. Adv. Technol. (2002), 13, 363-369.
[44]Weiss, F.; Finkelmann, H., Macromolecules (2004), 37, 6587-6595.
[45]Kleinschmidt, F.; Hickl, M.; Saalwächter, K.; Schmidt, C.; Finkelmann, H., Macromolecules (2005), 28, 9772-9782.
[46]Legge, C.; Davis, F.; Mitchell, G., J. Phys. II France (1991), 1, 1253-1261.
[47]Kondo, M.; Yu, Y.; Ikeda, T., Angew. Chem. Int. Ed. (2006), 45, 1378-1382.
[48]Potyrailo, R., Angew. Chem. Int. Ed. (2006), 45, 702-723.
[49]Otero, T.; Cortés, M., Adv. Mater. (2003), 15 (3), 279-282.
[50]Camacho-Lopez M., Finkelmann, H., Palffy-Muhoray P., Shelley M; Nature Mater. (2004) 3, 307-310.
[51]Buguin, A.; Li, M.; Silberzan, P.; Ladoux, B.; Keller, P., J. Am. Chem. Soc. (2006), 128 (4), 1088-1089.
]]> [52]Marty, J.D., Tizra, M., Mauzac, M., Rico-Lattes I., Lattes A., Macromolecules (1999) 32, 8674-8677.[53][53]Marty, J.D.; Mauzac, M.; Fournier, C.; Rico-Lattes, I.; Lattes, A., Liq. Cryst. (2002), 29 (4), 529-536.
[54]Marty, J.D.; Labadie, L.; Mauzac, M.; Fournier, C.; Rico-Lattes, I.; Lattes, A., Mol. Cryst. Liq. Cryst. (2004), 411, 561-568.
[55]Marty, J.D., Mauzac, M., Adv. Polym. Sci. (2005) 172, 1-36.
[56]Finkelmann, H.; Kim, S.; Muñoz, A.; Palffy-Muhoray, P.; Taheri, B., Adv. Mater. (2001), 13 (14), 1069-1072.
[57]Schmidtke, J.; Stille, W.; Finkelmann, H.; Kim, S., Adv. Mater. (2002), 14 (10), 746-749.
[58]Schmidtke, J.; Kniesel, S.; Finkelmann, H., Macromolecules (2005), 38, 1357-1363.
[59]Hiraoka, K.; Stein, P.; Finkelmann, H., Macromol. Chem. Phys. (2004), 205, 48-54.
[60]Hiraoka, K.; Sagano, W.; Nose, T.; Finkelmann, H., Macromolecules (2005), 38, 7352-7357.
[61]Zentel, R., Brehmer, M., Adv. Mater. (1994) 6, 598-599.
]]> [62]Lehmann, W.; Skupin, H.; Tolksdorf, C.; Gebhard, E.; Zentel, R.; Krüger, P.; Lösche, M.; Kremer, F., Nature (2001), 410, 447-450.[63]Pelrine, R.; Kornbluh, R.; Kofod, G., Adv. Mater. (2000), 12 (16), 1223-1225.
[64][64]Davis, A., Nature (1999), 401, 120-121.
[65]Kelly, T.; De Silva, H; Silva, R., Nature (1999), 401, 150-152.
[66]Koumura, N.; Zijlstra, R.; Van Delden, R.; Harada, N.; Feringa, B., Nature (1999), 401, 152-155.
]]>