Vloeibaar-kristal-elastomeren (LCE's) zijn een fascinerende klasse materialen die de eigenschappen van zowel vloeibare kristallen als elastomeren combineren. Ze bestaan ​​uit een netwerk van polymeerketens die zijn verknoopt met mesogenen, dit zijn staafachtige moleculen die zichzelf kunnen uitlijnen als reactie op externe stimuli zoals temperatuur, licht of elektrische velden. Deze unieke combinatie van eigenschappen maakt LCE’s veelbelovende kandidaten voor een breed scala aan toepassingen, van kunstmatige spieren tot sensoren en displays.

Een van de belangrijkste voordelen van LCE's is hun vermogen om grote en omkeerbare vervormingen te ondergaan als reactie op externe stimuli. Dit maakt ze ideaal voor toepassingen waarbij een hoge bedieningskracht en spanning vereist zijn, zoals kunstmatige spieren of zachte robotica. Op LCE gebaseerde actuatoren zijn bijvoorbeeld gebruikt om robotgrijpers, miniatuurpompen en zelfs kunstmatige spieren te creëren voor biomedische toepassingen.

Een ander belangrijk voordeel van LCE's zijn hun optische eigenschappen. Ze kunnen dubbele breking vertonen, wat betekent dat ze verschillende brekingsindices hebben voor licht dat in verschillende richtingen is gepolariseerd. Deze eigenschap kan worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan optische apparaten te maken, zoals lenzen, polarisatoren en straalsplitsers. LCE's zijn ook gebruikt om geavanceerde weergavetechnologieën te ontwikkelen, zoals flexibele beeldschermen en holografische beeldschermen.

Naast hun activerings- en optische eigenschappen vertonen LCE's ook een aantal andere interessante eigenschappen, zoals zelfgenezing, vormgeheugen en elektrische geleidbaarheid. Deze eigenschappen maken ze geschikt voor een breed scala aan toepassingen die verder gaan dan kunstmatige spieren en optische apparaten. LCE's zijn bijvoorbeeld onderzocht voor gebruik in sensoren, het oogsten van energie en biomedische technologie.

Ondanks hun potentieel worden LCE’s nog steeds geconfronteerd met een aantal uitdagingen die moeten worden aangepakt voordat ze op grote schaal in praktische toepassingen kunnen worden toegepast. Deze uitdagingen omvatten het verbeteren van hun mechanische sterkte, stabiliteit en responstijd. Lopend onderzoek boekt echter aanzienlijke vooruitgang bij het aanpakken van deze uitdagingen, en LCE's zullen naar verwachting in de nabije toekomst een steeds belangrijkere rol spelen in een verscheidenheid aan technologische toepassingen.

Samenvattend maakt onderzoek naar vloeibaar-kristalelastomeren de weg vrij voor nieuwe toepassingen en praktische apparaten dankzij hun unieke combinatie van eigenschappen, waaronder grote en omkeerbare vervormingen, optische eigenschappen en aanvullende functionele eigenschappen. Naarmate het onderzoek zich blijft richten op de uitdagingen die gepaard gaan met LCE's, wordt verwacht dat ze toepassingen zullen vinden op een breed scala aan gebieden, waaronder robotica, optica, sensoren en biomedische technologie.