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光大證券-石化化工交運(yùn)行業(yè)日報(bào)第65期:液晶彈性體研究持續(xù)迭代,具備人工肌肉等領(lǐng)域應(yīng)用潛力-250520
上傳日期:
2025/5/20
大?。?/td>
1735KB
格式:
pdf 共14頁
來源:
光大證券
評級:
增持
作者:
趙乃迪
,
周家諾
,
胡星月
行業(yè)名稱:
化工
下載權(quán)限:
此報(bào)告為加密報(bào)告,僅限高級會員查看
液晶彈性體可應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)器、人工肌肉等領(lǐng)域。液晶彈性體(LCEs,LiquidCrystal Elastomers)是由柔性聚合物鏈組成的輕度交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其中嵌入了液晶的介晶單元(Mesogens)。這樣的結(jié)構(gòu)使得液晶彈性體具有類似橡膠的柔性、彈性,同時(shí)也使得其中的介晶單元保留了很多原本液晶的特性。介晶單元與聚合物主鏈的連接方式主要有三種:(1)主鏈型:介晶單元的長軸直接連接到聚合物主鏈上;(2)側(cè)接-側(cè)鏈型:介晶單元通過其側(cè)面的小基團(tuán)連接到聚合物主鏈上;(3)末接-側(cè)鏈型:介晶單元通過其長軸末端的小基團(tuán)連接到聚合物主鏈上。介晶單元與聚合物主鏈之間的連接方式會影響液晶彈性體材料可形成的液晶相類型。由于介晶單元的存在,在外部刺激的觸發(fā)下(如溫度、濕度、有機(jī)溶劑、電場、離子、光照、磁場等)介晶單元會發(fā)生有序-無序的相變,最終將會導(dǎo)致液晶彈性體材料在宏觀尺度上的形狀變化。在各類驅(qū)動(dòng)(刺激)方式中,熱驅(qū)動(dòng)是最基本的原理,所有間接驅(qū)動(dòng)方式(如電驅(qū)、光驅(qū)、磁驅(qū))最終都依賴溫度變化使得液晶發(fā)生有序無序的相變。此外,這類相變是由熱力學(xué)平衡驅(qū)動(dòng)的,也是可逆的,從而使得液晶彈性體材料具有一定的彈性模量和較大的應(yīng)變。基于上述特性,液晶彈性體材料在驅(qū)動(dòng)器、傳感器、人工肌肉等領(lǐng)域中具有較大的應(yīng)用潛力。
液晶彈性體人工肌肉的性能已經(jīng)達(dá)到甚至超過生物肌肉的水平。為了滿足用于人工肌肉不同的功能要求,液晶彈性體可以根據(jù)應(yīng)用場景的具體需求進(jìn)行定制和塑造,主要的形態(tài)包括塊狀、薄膜狀、纖維狀。制備這類液晶彈性體的方式主要可以分為3D打印、干/濕法紡絲、模板法三種。當(dāng)前液晶彈性體人工肌肉的性能已經(jīng)達(dá)到甚至超過生物肌肉的水平。在液晶彈性體人工肌肉研究的早期,液晶彈性體人工肌肉在應(yīng)變能力、響應(yīng)速度等性能都明顯弱于生物肌肉。然而隨著近年來研究的逐步深入,液晶彈性體人工肌肉的各項(xiàng)性能已逐步達(dá)到甚至超過生物肌肉的水平。根據(jù)論文《液晶彈性體纖維的制備與應(yīng)用研究》(王云鵬)中的介紹,液晶彈性體纖維的密度和楊氏模量與肌肉纖維處于同一水平,同時(shí)液晶彈性體纖維具備更高的驅(qū)動(dòng)應(yīng)變、驅(qū)動(dòng)應(yīng)力、功密度及功率密度。經(jīng)過學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界的持續(xù)多年研發(fā),液晶彈性體纖維的性能持續(xù)提升,相應(yīng)的力學(xué)性能和響應(yīng)速度已逐步媲美甚至超過人工肌肉。在液晶彈性體中,具有液晶相關(guān)性能的介晶單元為影響整體材料性能的核心之一。隨著液晶彈性體在產(chǎn)業(yè)界應(yīng)用的逐步落地,將有望對液晶產(chǎn)業(yè)形成拉動(dòng),建議關(guān)注液晶產(chǎn)業(yè)八億時(shí)空、瑞聯(lián)新材、萬潤股份、誠志股份。
投資建議:(1)持續(xù)看好低估值、高股息、業(yè)績好的“三桶油”及油服板塊。建議關(guān)注:中國石油、中國石化、中國海油、中海油服、海油工程、海油發(fā)展;(2)持續(xù)看好國產(chǎn)替代趨勢下的材料企業(yè),國產(chǎn)半導(dǎo)體材料、面板材料有望受益,建議關(guān)注:晶瑞電材、彤程新材、奧來德;(3)積極的貨幣及財(cái)政政策陸續(xù)出臺,地產(chǎn)鏈及龍頭公司有望率先受益,看好農(nóng)藥化肥及民營大煉化板塊,建議關(guān)注:萬華化學(xué)、華魯恒升、華錦股份;(4)看好維生素及蛋氨酸板塊,建議關(guān)注:安迪蘇、浙江醫(yī)藥、新和成。
風(fēng)險(xiǎn)分析:原材料快速下跌和維持高位、下游需求不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)。
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