青岛大学王国明教授团队在国际顶级期刊Angewandte Chemie发表最新研究成果

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青岛大学王国明教授团队在国际顶级期刊Angewandte Chemie发表最新研究成果

来源：青岛大学 2024-04-12

导读：近日，青岛大学化学化工学院王国明教授团队在光机械响应晶体领域取得重要研究进展，研究成果以“Bending, Twisting, and Propulsion of Photoreactive Crystals by Controlled Gas Release“为题发表在国际顶级期刊Angewandte Chemie上(Angew. Chem. Int. Ed.2024, e202403397)。青岛大学为第一完成与通讯作者单位，王国明教授、喻琪副教授和纽约大学Pance Naumov教授为共同通讯作者。第一作者为青岛大学2022级在读硕士研究生于春娇，共同一作为青岛大学硕士毕业生姜晓帆（目前博士就读于北京师范大学），该工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。

刺激响应晶体是指在外界刺激（如光、热、力、酸碱等）条件下发生化学/物理变化并做出响应的一类智能材料。其中，光机械响应晶体可以将光能直接转换成各种机械形变与运动，并在软体机器人、致动器、仿生运动等领域展现应用潜力。受火箭固体推进剂的启发，气体的产生可作为驱动物体运动的强大动力源。因此，将具有分解与释放气体特性的组分融入到材料设计与组装中，有望开发出高性能光机械响应新材料。然而，当前能够在晶体内诱发光化学反应并释放气体驱动机械运动相关研究尚处在起步阶段，尤其是如何精准调控光响应过程中物体的运动轨迹和更加有效利用产生能量做功等方面都极具挑战性。研究团队设计并利用常见的金属草酸盐在固态光反应中可释放CO₂的化学特性，构筑出三维超分子空心晶体，在紫外光照射下光解并释放气体诱导光力学行为（如弯曲、扭曲、卷曲和跳跃）；气体释放同时还可以调控晶体自身或物体发生类似鱼类游动和潜水艇上浮等可控运动。该研究成果不仅为设计新型机械响应晶体材料提供了新的思路和方法，还首次将气体释放诱导的光机械响应形变应用于微型机器人和致动器的模型中。

近年来，该研究团队一直聚焦光刺激响应功能材料前沿基础研究，已在J. Am. Chem. Soc.、Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Coord. Chem. Rev.、Small等国际知名刊物发表论文60余篇。

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