探索聚合物“大脑”的奥秘:液晶聚合物——材料智能的未来之旅  

Unraveling the polymer brain:the future of liquid crystal polymers as intelligent materials

作  者:游雨欣 Mert O ASTAM 刘丹青 YOU Yuxin;Mert O ASTAM;LIU Danqing(Department of Chemical Engineering and Chemistry,Eindhoven University of Technology,Eindhoven 5612AE,The Netherlands)

机构地区:[1]埃因霍温理工大学化工与化学学院,荷兰埃因霍温5612A E

出  处:《液晶与显示》2025年第1期1-12,共12页Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays

基  金:荷兰研究理事会(NWO OCENW.KLEIN.10854,START-UP 8872,NWO Sectorplan);欧盟“地平线-2020”研究与创新框架“玛丽·居里学者计划”人才基金(STORM-BOTS No.956150)。

摘  要:材料智能(Material Intelligence,MI)作为一项新兴领域,正展现出令人瞩目的变革潜力,引领着科技新潮流。与局限于数字虚拟架构的人工智能(Artificial Intelligence,AI)不同,MI通过赋予材料自适应与动态响应的物理功能,打破了传统智能边界,为构建新一代智能系统开辟了道路。液晶聚合物(Liquid Crystal Polymers,LCP)作为具备高度刺激响应特性与卓越可塑性的材料,不仅契合MI的功能需求,更因其灵活的适配能力成为人机交互场景中的优选。本篇观点性论文聚焦于LCP,深入探讨了MI在推动人机交互功能创新中的潜力。为科学地解析MI的本质与潜力,本文在开篇构建了一个理论框架,以系统化方式定义与分类MI。本文特别指出,传统基于心理学的术语需要进行适当调整,以适配材料智能与生物认知机制之间的本质差异。在此基础上,本文剖析了LCP在实现驱动行为、材料记忆功能,以及“学习”与“遗忘”动态特性中的核心作用,并详细介绍了其驱动机理和技术路径,概述了LCP从基础聚合物向智能化材料转变的渐进过程。最后,我们展望了具备MI能力的LCP在多领域中的应用潜力,并提出了一系列探索未来应用的战略性建议。我们坚信,MI的崛起将为科学与社会带来深远而持久的影响,成为驱动技术进化与创新的关键力量。The nascent field of material intelligence(MI)promises revolutionary adaptive and responsive physical functions that are inaccessible to the virtually-restricted digital artificial intelligence(AI).In this perspective paper,we explore the potential of MI for intelligent human-interactive functions;we focus on liquid crystal polymers(LCPs),which are uniquely ideal for both MI and human-interactive applications due to their adaptable stimuli-responsive properties and compliance,respectively.We preface our study by building a framework to categorize MI,underlining the need to modify psychology-based terms due to the disparate mechanisms for biological cognition and material intelligence.Based on our framework,we describe LCP mechanisms and compositing methods for actuation,material memory and learning and forgetting behavior,outlining the journey of an LCP from polymer to MI.We conclude our perspective with an overview of the potential applications for LCPs with MI,accompanied by our recommendations for researchers in the pursuit of futuristic applications;ultimately,we believe the field of MI will generate scientific and social impact that surpasses that of AI.

关 键 词:液晶聚合物 材料智能 软体机器人 人机交互 材料复合技术 

分 类 号:O753.2[理学—晶体学]

 

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