液晶弹性体可应用于驱动器、人工肌肉等领域。液晶弹性体(LCEs,LiquidCrystal Elastomers)是由柔性聚合物链组成的轻度交联网络结构,其中嵌入了液晶的介晶单元(Mesogens)。这样的结构使得液晶弹性体具有类似橡胶的柔性、弹性,同时也使得其中的介晶单元保留了很多原本液晶的特性。介晶单元与聚合物主链的连接方式主要有三种:(1)主链型:介晶单元的长轴直接连接到聚合物主链上;(2)侧接-侧链型:介晶单元通过其侧面的小基团连接到聚合物主链上;(3)末接-侧链型:介晶单元通过其长轴末端的小基团连接到聚合物主链上。介晶单元与聚合物主链之间的连接方式会影响液晶弹性体材料可形成的液晶相类型。由于介晶单元的存在,在外部**的触发下(如温度、湿度、有机溶剂、电场、离子、光照、磁场等)介晶单元会发生有序-无序的相变,最终将会导致液晶弹性体材料在宏观尺度上的形状变化。在各类驱动(**)方式中,热驱动是最基本的原理,所有间接驱动方式(如电驱、光驱、磁驱)最终都依赖温度变化使得液晶发生有序-无序的相变。此外,这类相变是由热力学平衡驱动的,也是可逆的,从而使得液晶弹性体材料具有一定的弹性模量和较大的应变。基于上述特性,液晶弹性体材料在驱动器、传感器、人工肌肉等领域中具有较大的应用潜力。 液晶弹性体人工肌肉的性能已经达到甚至超过生物肌肉的水平。为了满足用于人工肌肉不同的功能要求,液晶弹性体可以根据应用场景的具体需求进行定制和塑造,主要的形态包括块状、薄膜状、纤维状。制备这类液晶弹性体的方式主要可以分为3D 打印、干/湿法纺丝、模板法三种。当前液晶弹性体人工肌肉的性能已经达到甚至超过生物肌肉的水平。在液晶弹性体人工肌肉研究的早期,液晶弹性体人工肌肉在应变能力、响应速度等性能都明显弱于生物肌肉。然而随着近年来研究的逐步深入,液晶弹性体人工肌肉的各项性能已逐步达到甚至超过生物肌肉的水平。根据论文《液晶弹性体纤维的制备与应用研究》(王云鹏)中的介绍,液晶弹性体纤维的密度和杨氏模量与肌肉纤维处于同一水平,同时液晶弹性体纤维具备更高的驱动应变、驱动应力、功密度及功率密度。经过学术界及产业界的持续多年研发,液晶弹性体纤维的性能持续提升,相应的力学性能和响应速度已逐步媲美甚至超过人工肌肉。在液晶弹性体中,具有液晶相关性能的介晶单元为影响整体材料性能的核心之一。随着液晶弹性体在产业界应用的逐步落地,将有望对液晶产业形成拉动,建议关注液晶产业八亿时空、瑞联新材、万润股份、诚志股份。 投资建议:(1)持续看好低估值、高股息、业绩好的“三桶油”及油服板块。建议关注:中国石油、中国石化、中国海油、中海油服、海油工程、海油发展;(2)持续看好国产替代趋势下的材料企业,国产半导体材料、面板材料有望受益,建议关注:晶瑞电材、彤程新材、奥来德;(3)积极的货币及财政政策陆续出台,地产链及龙头公司有望率先受益,看好农药化肥及民营大炼化板块,建议关注:万华化学、华鲁恒升、华锦股份;(4)看好维生素及蛋氨酸板块,建议关注:安迪苏、浙江医药、新和成。 风险分析:原材料快速下跌和维持高位、下游需求不及预期风险。 |