本發(fā)明涉及液晶材料領域，特別涉及液晶高分子及其制備方法、薄膜材料、微流控芯片與設備。

背景技術：

1、偶氮苯液晶聚合物在紫外光照射下會產(chǎn)生偶氮苯基團的光致順反異構，促使液晶基元的取向發(fā)生變化，這種有序排列的改變進一步引起整個高分子網(wǎng)絡產(chǎn)生各向異性的宏觀形變。由于光刺激具有遠程局部精確操控的特點，并且可以通過改變波長、強度、偏振方向等多種參數(shù)進行調控，因此，光致形變液晶高分子在無線軟體機器的制備中具有獨到的優(yōu)勢。目前，基于光致形變液晶高分子構筑的軟體機器已經(jīng)具有微流體輸運，視覺感光識別等功能，在可穿戴設備和生物醫(yī)療等領域都有著廣泛的應用前景。

2、為了獲得可逆形變能力，偶氮苯液晶聚合物通常需要在取向液晶基元的同時，構筑化學交聯(lián)網(wǎng)絡以固定液晶基元的有序取向。這導致偶氮苯液晶聚合物不適用于通用聚合物的加工成型方式，難以加工成三維結構；此外，由于存在化學交聯(lián)網(wǎng)絡，偶氮苯液晶聚合物難以與其他材質的基底材料結合以構筑復合器件，且成型后不溶不熔，難以回收再利用。

3、中國專利文獻cn103087296a公布了一種側鏈式線性偶氮苯液晶高分子材料及其制備方法，其采用grubbs催化劑，以環(huán)辛烯類衍生物（cab）為單體，通過開環(huán)易位聚合法合成了側鏈式線性偶氮苯液晶高分子材料，此高分子材料具有類似橡膠的高分子主鏈，側鏈帶有光響應偶氮苯液晶基元，材料在沒有交聯(lián)網(wǎng)絡結構的情況下，依然具有橡膠彈性，同時具有良好的光響應特性。這種側鏈式線性偶氮苯液晶高分子材料在溶劑溶解或加熱熔融后，即可采用常用加工方法直接加工成型制備光響應液晶高分子材料，加工成型尺寸和形狀無限制，成型后又可回收循環(huán)再利用，是一種新型低碳環(huán)保的光響應液晶高分子材料。此種材料與刻有流道的pmma基板相貼合，實現(xiàn)了光控流體運輸。并且，由于具有線型分子結構，該液晶高分子材料可以與基板之間無膠粘合，有效避免了構筑復合器件過程中外加黏合劑對微流控所需的精細微流道結構形貌的破壞，也簡化了復合器件制備的步驟。

4、然而，這種光致形變高分子量線型液晶聚合物材料僅通過退火自組裝取向液晶基元，液晶基元取向效果不佳，產(chǎn)生的光致應變較小，驅動液體運輸?shù)妮敵鰬Σ蛔?。此外，以分子鏈纏結作為物理交聯(lián)網(wǎng)絡的液晶聚合物在形變過程中容易發(fā)生分子鏈間滑移，在循環(huán)應力或應變作用下，材料的形變性能逐漸下降，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后材料完全失去響應形變能力，并且影響復合器件的使用穩(wěn)定性。

5、解決上述問題的一種方法是通過其他基團對偶氮苯液晶高分子材料進行進一步的修飾，通過在主鏈上附接功能基基團來改善材料的性能，因此，在主鏈結構的基礎上，需要對基團進行選擇并對結構進行設計，從而使得主鏈與側鏈基團的功能得到充分的發(fā)揮。并且，如果僅是簡單地將基團附接上去，不同基團之間可能相互產(chǎn)生干擾，不僅無法對材料的性能進行提升，甚至可能影響材料原有的基本功能。此外，所附接的基團種類越多，基團對偶氮苯液晶高分子材料的影響也更加復雜，特別是在結構和取向等方面的影響更加突出，若調整不當，會對高分子材料的各類行為造成負面效應，進而影響高分子材料的應用。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施方式公開了一種偶氮苯液晶高分子材料，偶氮苯液晶高分子材料由偶氮苯液晶高分子材料前驅體與交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)反應后得到，交聯(lián)反應是偶氮苯液晶高分子材料前驅體側鏈上的呋喃基團與交聯(lián)劑進行反應，偶氮苯液晶高分子材料前驅體由cab單體、cabo單體以及ca單體發(fā)生開環(huán)易位聚合反應得到，cab單體具有式（?。┧窘Y構，cabo單體具有式（ⅱ）所示結構，ca單體具有式（ⅲ）所示結構，偶氮苯液晶高分子材料具有式（ⅳ）所示結構：

2、????（ⅰ）；

3、????（ⅱ）；

4、???（ⅲ）；

5、??（ⅳ）；

6、在進行開環(huán)易位聚合反應時，cab單體、cabo單體以及ca單體的投料摩爾比為x:y:z，其中，x=3，y=1，z的取值范圍為0.5-3。

7、采用上述技術方案，偶氮苯液晶高分子材料中的各類基團能夠充分發(fā)揮其作用，提高了偶氮苯液晶高分子材料作為液晶材料使用時的循環(huán)性能和光致形變能力，且基團不會對偶氮苯液晶高分子材料的各類行為產(chǎn)生不良影響，保證了偶氮苯液晶高分子材料的可應用性和穩(wěn)定性。

8、可選地，所述偶氮苯液晶高分子材料前驅體具有式（ⅴ）所示結構：

9、??（ⅴ）。

10、可選地，所述交聯(lián)劑具有如式（ⅵ）所示結構：

11、??（ⅵ）。

12、根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施方式，本發(fā)明的實施方式公開了一種偶氮苯液晶高分子材料的制備方法包括如下步驟：

13、開環(huán)聚合：將cab單體、cabo單體、ca單體以及grubbs?ii代催化劑混合，進行開環(huán)聚合反應，生成偶氮苯液晶高分子材料前驅體；

14、交聯(lián)聚合：將偶氮苯液晶高分子材料前驅體與交聯(lián)劑混合，在交聯(lián)反應后得到偶氮苯液晶高分子材料。

15、采用上述技術方案，可以通過在開環(huán)聚合步驟中控制各種單體的投料比，進而獲得各基團能夠充分發(fā)揮其作用的偶氮苯液晶高分子材料。

16、可選地，在所述開環(huán)聚合步驟中，將所述cab單體、所述cabo單體以及所述ca單體、grubbs?ii代催化劑與溶劑混合后，所述cab單體、所述cabo單體以及所述ca單體的總濃度為0.8-1.2?mmol/ml，所述cab單體、所述cabo單體以及所述ca單體與所述grubbs?ii代催化劑的摩爾比為900：1-1000：1。

17、根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施方式，本發(fā)明的實施方式公開了一種液晶薄膜材料，液晶薄膜材料由上述偶氮苯液晶高分子材料制得。

18、采用上述技術方案，可以有效提高偶氮苯液晶薄膜材料的光致形變幅度和循環(huán)性能。

19、可選地，所述液晶薄膜材料在波長為365nm的紫外光照射下發(fā)生彎曲變形，所述液晶薄膜材料在波長為530nm的綠光照射下恢復原狀，經(jīng)過300次彎曲變形-恢復原狀循環(huán)，所述液晶薄膜材料的彎曲變形量不變。

20、本發(fā)明的實施方式還公開了一種液晶薄膜材料的制備方法，包括如下步驟：

21、應力場取向：將所述偶氮苯液晶高分子材料制成的薄膜放置于具有曲面的模具上，使所述偶氮苯液晶高分子材料在應力場中進行取向；

22、光交聯(lián)與取向：用波長為312nm的紫外光照射所述偶氮苯液晶高分子材料制成的薄膜進行光交聯(lián)和取向，得到所述液晶薄膜材料采用上述技術方案，可以在應力場作用下對液晶薄膜材料進行取向，避免基團間的相互干擾。

23、可選地，所述紫外光的光強為20mw/cm2-80mw/cm2。

24、根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施方式，本發(fā)明的實施方式公開了一種微流控芯片，包括：

25、基板，包括進樣口以及與所述進樣口連通的凹槽；

26、液晶聚合物薄膜材料，由上述偶氮苯液晶高分子材料制得，并附接至所述基板；

27、其中，所述液晶聚合物薄膜材料至少部分地覆蓋于所述凹槽之上，與所述凹槽形成閉合通道，使微流體能夠在所述閉合通道的不對稱光致形變產(chǎn)生的拉普拉斯壓差作用下被驅動通過閉合通道。

28、采用上述技術方案，可以提高檢測的效率和精度，延長使用壽命。

29、根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施方式，本發(fā)明的實施方式公開了一種微流控設備，包括上述微流控芯片。

30、采用上述技術方案，可以提高檢測的效率和精度，延長使用壽命。