导语

      针对偶氮苯聚合物基致动器难以兼顾高效光驱动、便捷制备与优异机械性能及自修复能力的技术瓶颈，济南大学宗传永教授团队通过分子工程策略，设计开发含偶氮苯基团与动态二硫键的聚氨酯弹性体（AzoPU）。该材料基于硬软段结构优化与多重动态键协同作用，实现了高机械强度、室温自修复效率（＞93%）及可重塑性，并可在45秒内完成超180°光致弯曲。所制备的花瓣状、夹子状等光驱动器件均表现出快速光致动性能，相关成果发表于Chinese Journal of Polymer Science，为高性能光响应致动器件的开发提供了新思路。

重要成果

      通过分子工程策略，采用分子链结构引入光响应性偶氮苯基团与动态二硫键的分子设计，成功开发出高性能偶氮苯功能化聚氨酯（AzoPU）弹性体致动器。该材料凭借硬软段结构优化以及弱共价键与分级氢键的协同应力分散机制，展现出优异机械性能——即使经历多次重塑循环仍能保持优异性能。得益于聚合物主链中二硫键与分子链间氢键的协同作用，其室温自修复效率超过93%。更令人瞩目的是，该材料在45 s内即可实现光触发驱动，向光源方向弯曲角度超过180°（图1）。此外，其制备的花瓣状、钩状、夹子状及局部定向加工的条状光驱动装置，均展现出快速可逆的光触发形变特性。

图1  示意图(a)AzoPU合成路线，(b)网络结构，(c)自修复机制，(d)光响应行为

总结与展望

       该研究提出的偶氮苯功能化与动态二硫键协同设计策略，为开发兼具高强度、自修复、可回收与光响应特性的智能弹性体提供了新思路。该AzoPU材料体系不仅拓展了光驱动执行器的性能边界，也为柔性电子、自适应软体机器人及可持续功能材料的发展提供了重要的材料基础。未来，通过进一步优化光响应基团排列与动态键网络结构，有望实现更高效、更精准的光控形变与能量转换，推动其在微纳操纵、智能传感及绿色可重构器件等领域的实际应用。

背景介绍

偶氮苯及其衍生物因其高效可逆的光异构化特性，已成为光响应型聚合物致动器的核心光活性单元。近年来，基于偶氮苯的聚合物致动器凭借其独特的光驱动能力和可编程的分子结构，在微机械、软体机器人及智能材料领域展现出广阔的应用前景。这类材料能够将光能直接转化为机械运动，为无接触、远程精确操控提供了创新解决方案，推动了光驱动技术的快速发展。

然而，随着材料科学的发展，对致动器材料提出了更全面要求，追求高效的光驱动性能，还需同步解决材料制备工艺的便捷性与高效性问题。同时，如何将优异的机械强度、内在自修复能力以及良好的可回收性集成于一体，是制约偶氮苯液晶致动器走向实际应用的关键瓶颈。克服这些难题，对于开发新一代高性能、可持续的智能光驱动系统具有重要意义。

本文相关成果发表于Chinese Journal of Polymer Science。论文第一作者为济南大学硕士研究生张林，通信联系人为宗传永教授。

Citation

Zhang, L.; Wang, Y. N.; Xiang, X. M.; Liu, W. Q.; Yuan, H. K.; Wang, Y. R.; Chen, B.; Jiang, H. F.; Zhao, J. X.; Wang, L.; Zong, C. Y. Engineering light-responsive azo-polyurethane actuators: integrated self-healing and reshaping via synergistic disulfide-hydrogen bonding. Chinese J. Polym. Sci. 2026, 44, 485–498.