【智能液晶高分子薄膜会变色、有记忆、能自愈】科技日报:前主流的变色材料主要由无机分子或者可变色的染料分子构成。天津大学封伟教授团队用高分子制备出一种厚度只有200微米,具有变色、记忆和自愈合功能的智能变色液晶高分子薄膜,这种薄膜在多个领域展现出应用前景。

新买的包包可以随意变换颜色,不小心刮破的衣服能像皮肤一样愈合……这些似乎只在科幻电影里出现过的场景,如今已逐渐成为现实。

日前,天津大学封伟教授团队成功研发了一种新型智能材料——智能变色液晶高分子薄膜(以下简称薄膜)。这种新材料不仅能变色,还有形状记忆和自愈合功能。相关研究被选为封面文章刊发在国际期刊《德国应用化学》上。

通过液晶分子周期排列实现材料变色

在神奇的自然界中,许多生物经过亿万年的自然选择和进化,逐渐演变出自适应变色伪装能力,以便能随时躲避天敌。

比如变色龙就能够通过主动控制细胞层内部的纳米晶体排列结构,根据周围环境实现自身颜色的变化,达到与背景颜色匹配的目的。

研究发现,变色龙处于平静状态时,其细胞层内部的纳米晶体的排列是紧密的,可以特异性地反射短波长的可见光;而面临紧急情况时,变色龙就会通过机械力作用,主动控制晶体的疏密程度,使晶体的排列变得更加松散,选择性反射波长更长的光。

“这些生物体独特的表皮微纳光学结构及其自主动态变色的机制,为我们开发新型仿生智能变色材料提供了丰富的灵感。”天津大学材料学院高分子系教授封伟说。

近年来,国内外研究团队在仿生变色龙的智能变色材料方面取得了一系列重要进展。胆甾相液晶等手性液晶材料是一类具有周期性螺旋超结构的手性软光子晶体,不仅能选择性地反射不同波长的可见光,还能够灵敏地响应力、热、电、光、磁等环境刺激变化,呈现出结构色的动态变化。

封伟团队在此基础上,将动态共价键分子与液晶单体混合,通过溶剂挥发的方法使液晶单体分子自组装成周期排列的胆甾相液晶结构,最后通过光照聚合得到一种厚度只有200微米,具有拉伸变色、形状记忆功能和自愈合功能的液晶高分子薄膜。当前主流的变色材料主要由无机分子或者可变色的染料分子构成,通过有机高分子构筑的变色材料比较少见。

“根据布拉格反射公式,材料的反射波长与材料的微观结构排列周期是正相关的,光照到材料上时,只有特定波长的光能从材料中反射出来形成颜色,这种颜色俗称结构色。”封伟介绍,与染料的颜色不同,这种结构色会更加鲜艳、更加稳定。

薄膜内部的液晶分子是周期排列的。在拉伸薄膜时,材料内部液晶分子的排列周期会变短,因此会导致反射出来的颜色发生变化,这一变色机理与变色龙皮肤颜色的变化机理类似,薄膜的结构色可在可见光谱范围内进行动态调节。

引入动态共价键让薄膜有记忆能愈合

团队还将动态共价键分子引入液晶高分子中,使得薄膜具有形状记忆功能和自愈合功能。

“薄膜还拥有‘记忆编程’的特性,可以被拉伸成螺旋形、波形、圆柱形和更复杂的二维或三维形状并保持不变,当薄膜加热到相变温度以上后,又能恢复到最初的形状。”封伟解释说,这是因为加热激活了动态共价键发生键交换反应,使液晶高分子在网状结构内部形成新的拓扑结构。利用这种特性,他们通过反复将材料加热到100℃和冷却到25℃,让材料实现了在三维形状与二维形状之间以及不同颜色之间的可逆转换。

此外,因为在高分子网络中加入的动态共价键,遇到水分子后会发生断裂,水挥发后,动态共价键又会进行重组恢复初始状态,这样薄膜就拥有了自愈合的能力。

这种薄膜的自愈能力十分惊人,而且自愈后仍然非常结实。团队将薄膜切成两部分后,在损伤界面滴加水后,室温下放置24小时,分开的两部分会自动愈合,愈合后的薄膜被拉伸到原始长度的180%也不会断裂,并能承受自身1000倍的重量。

这项研究为制备兼具力致变色、形状可编程和高效自愈合等特性的液晶高分子材料提供了一种既简单又通用的方法,有望为开发仿生变色伪装材料、自适应光学系统和软体机器人等开辟新的方向。

媲美变色龙皮肤的“超级材料”用途广

经过几十年的研究与发展,智能变色材料的应用已经拓展到日常生活各个领域。比如,美国一家公司曾将热致变色性涂料用在陶瓷杯上,室温时陶瓷杯上的夜景,在倒入热水后会变换成日间景象,通过图案的变化就能知道杯子内水的冷热情况。

“具有结构色的材料已经在生活中有广泛应用。”封伟举例说,在轮胎边缘加入合适的变色高分子材料能制成智能轮胎,当外界温度或内部温度超过轮胎的正常使用温度时,智能轮胎会变色以示警告;变色高分子材料还可用于制作变色车窗玻璃、变色油漆,尤其是变色车窗是近十几年发达国家竞相研究的重要课题,目前,已有电致变色的调光玻璃应用的报道,而光致变色和热致变色的智能车窗玻璃还在进一步研制之中。

智能变色材料还可以做成能指示冷热的智能用品,例如将智能变色涂料镀膜在木材、金属、陶瓷等基材上,可做成能指示冷热用的变色茶杯和婴儿用的汤勺、奶瓶等。

另外,可变色的圆珠笔油、变色指甲油、变色儿童玩具、热敏体温计等产品都已经问世,这些产品极大地丰富了人们的生活。

防伪技术的研究历来就是一个受到普遍关注的课题,迄今为止,防伪领域所采用的方法多为激光防伪,使用设备昂贵,造价高。“而基于智能变色高分子材料的防伪方法具有操作简单、识别方便、成本低等特点,在技术保密性和防伪有效性等方面都有较大的优势。”封伟说。

目前,化学防伪标记一般直接印刷在商标、标签、封签或外包装上,因此制作化学防伪标记的关键是制备防伪印刷油墨,制备这种油墨的变色材料需要耐久性好、成本低,其变色发生的温度及变化的颜色要具有可选择性,因此智能变色材料也是化学防伪标记的首选材料。

将智能变色材料涂在织物上还可以做成变色服装,这种衣服穿在身上,会随着季节不同、地区不同、温度不同而呈现出不同的色彩。这种智能变色材料同样也可以用于桌布、窗帘等各种变色纺织品的生产。

“未来我们计划制备出仿变色龙皮肤的变色伪装材料,使材料的颜色能够与背景环境的颜色相匹配,实现变色伪装的目的。”封伟说。

此外,很多高分子材料如橡胶、塑料、涂料、纤维等都是重要的工业材料,每年磨损消耗巨大,而让这些材料拥有自愈合的能力,就可以提高它们的使用寿命,从而产生巨大的经济和社会效益。

不仅如此,我们生活中的很多高分子材料如塑料、橡胶等在长时间使用后会破损,如果这些材料能够自愈合,那么它们就会有更长的使用寿命,有利于减少环境污染和资源浪费。

“不过目前这种智能变色液晶高分子薄膜还处于实验室研究阶段,没有实现工业化生产。”封伟介绍,这是因为在制备方法上现在还有很多技术不成熟,如何精确控制液晶单体分子自组装,实现大面积、均匀的、明亮的结构色,这些仍是目前面临的难点。

【刘启明老师《非对称战略》课程随堂记27】商业模式创新要素之:收入可持续
就是在同一批客户身上能够
持续的产生收入
实际上持续产生的背后就是
持续的赋予价值
从客户角度来看你是持续的
给客户价值
从你来看
回报呢是
持续的收入回报
在这里边一个天然的行业做的非常好的就是
保险行业
所以保险行业很难很难出现
什么今年的销售额比明年(去年)会下降
因为去年的客户一定是今年的客户
所以个人买保险一般来说基本就是20年左右
20年左右那基本就是被套牢了
就是一直一直在交
20年
所以即使有疫情
保险公司当年的销售额的总量
一般都不会下滑
因为去年那个客户
他今年还得来交

所以买保险一定要非常非常慎重

好的商业模式是要持续赋予客户价值,才能够收入可持续。

1.创新是从理解开始,我讲的课最大的特点是,强逻辑,我不太讲情感这些东西。因为做老板的他是要做决策的,决策过多的依靠情感是极度危险的。课程中所有的东西都是逻辑推演。2.企业战略中的三个抓手:①什么是战略?什么又是非对称战略?区隔是什么?今天的战略创新为什么对企业来看至关的重要?建立一个非对称的以小博大的构架体系。构建让林闲着与你无法竞争的商业模式。收尾,非对称的品牌战略。3.战略的三个抓手:①独特的定位,非对称最大的特点来自于破局,局如果不破,商业模式帮不了你。就是在定位上跟大企业之间构成非对称,这个局怎么破。凡是今天优秀的创业型的项目都是通过破局开始的。②破局之后的盈利思路的梳理,商业模式的梳理,商业模式上跟领先型企业的区隔在哪?比定位更微观。③收尾:战略的最终是要创建品牌。

近期市场持续表现欠佳,各种说法也都在流传。有人认为基金在大规模赎回,也有说法称量化私募被大量平仓,还有人称雪球产品敲入引发大跌。真实情况如何?

近日,中信证券发布了报告《A股市场近期投资者行为分析》。在该报告的基础上,记者又结合了海通、申万的部分报告观点。报告认为,公募整体维度不存在流动性紧张导致的受迫性卖出情况,基民不仅没有大规模赎回,甚至有抄底的迹象,“越跌越买”。

私募方面,整体清盘压力不大,近期并未再次观察到量化基金被迫平仓的迹象。在此轮市场大跌中,也不宜高估雪球产品带来的负反馈效应。而近期北向资金净流出的原因可能是:海外China fund连续两周出现净赎回,叠加对冲资金主动卖出。

中信证券认为,近期A股市场的调整或仍与市场情绪偏弱时管理人主动的减仓调仓行为有关。

基民没有大规模赎回,反而在抄底

公募方面,2月至今基金新发保持低迷,但存续基金的净赎回率较1月反而小幅下滑。

2月权益基金新成立规模137亿元,环比下滑79%。3月初迄今权益类产品新发规模已达到164亿元,呈边际略好转迹象。但渠道调研显示,随着A股市场赚钱效应继续减弱,零售客户申购意愿保持低迷,部分基金公司仍然选择延后发行计划。

存续基金则是另一种情形。存续产品申赎稳定,被动ETF持续迎来申购资金。中信证券渠道调研显示,存续产品并没有随着市场下跌而面临大规模赎回的压力,相反周度的净赎回率继续保持在较低水平。Wind数据显示,被动权益类ETF在1月、2月以及3月至今连续保持净申购状态,净申购资金规模分别达到583亿元、19亿元、144亿元。无论是各类成长赛道ETF还是白酒ETF在3月迄今均为净申购,反映基民依然有通过存续产品进行“抄底”的意愿。

总体而言,中信证券判断公募行业整体维度不存在流动性紧张导致的受迫性卖出情况。当然结构上,调研也发现部分银行类机构资金、FOF或因面临较大的净值压力而赎回权益类公募产品,或者专户主动减仓调仓的情况。

不过,权益类公募约80%的资金来自个人而非机构,因此零售客户的申赎对公募整体的影响更大。

海通证券也有类似结论。在过去三年中市场有三次比较大的回撤,分别是2020年3月的全球疫情冲击,2021年2月的核心资产大跌以及2021年12月以来的成长股大跌。这三次市场下跌中海通证券发现基金并没有被赎回,2020年3月基金净申购了1000多亿元,2021年3月净申购4000多亿元以及今年1月基金净申购了1000多亿元。而作为对比,2018年无论是从年度层面看还是从月度层面看,市场下跌时基金都是净赎回的。

海通证券认为,从前述测算的数据来看,个人投资者并非如市场所想的那样在近期下跌中赎回了大量的基金,反而“越跌越买”。这种变化背后实则是居民资产配置开始向权益市场趋势性地转移,背后是人口年龄结构的变化导致地产的需求趋势性下降,以及打破刚兑的背景下高收益金融资产变的稀缺。

未再次观察到量化基金平仓迹象

私募方面,整体清盘压力不大,近期中信证券并未再次观察到量化基金被迫平仓的迹象。

根据中信证券的统计,2022年初单位净值在1元以上但截至3月9日已低于0.8元/0.7元的私募产品数量,分别占总体数量的0.9%和0.3%。3月9日净值介于0.8-0.85元的产品减仓压力最大,但也仅占总体数量的0.8%。中信认为,数量占比虽然不如规模占比,但也能够反映私募行业整体清盘压力并不大。

而针对中证500快速调整,市场一度担忧是量化私募再次出现被动清盘或者是雪球产品因敲入而大幅减仓的问题。中信证券表示,从中证500股指期货表现来看,3月至今期货相对指数平均贴水11点,并未出现快速升水的情况,因此判断没有量化私募被迫平仓的迹象。

“而针对雪球产品,我们调研了解到存续雪球产品的密集敲入区间依然低于当前股指期货点位,因此雪球仍处于越跌越买的状态,并不是近期股指调整的主导因素。”中信证券表示。

申万宏源也认为,不宜高估雪球产品带来的负反馈效应。申万表示,发行人在布局雪球产品时,会考虑将观察点分散化、敲入价格分散化。且目前存续的雪球产品应该离到期日较远,临界点对冲时的头寸放大压力可控。因此,基于这种分散化的特点和对冲的特征,可以判断,在9月以来发行的品种中,即便有少量的敲入对冲操作,造成的市场波澜可能远不及大量其他雪球产品在这个过程中常规对冲带来的平抑市场的效果。因此,在此轮市场大跌中,不宜高估雪球产品带来的负反馈效应。

北向资金为何流出

中信证券认为,近期北向资金净流出的原因可能是:海外China fund连续两周出现净赎回,叠加对冲资金主动卖出。

北向资金中究竟是哪一类资金在跑路?中信称,2月至今北向资金的净流出,主要来自于交易型资金,但在上周配置型资金也开始净流出。2月7日至3月9日的23个交易日内,配置/交易/托管于内港资机构的资金分别累计净流入212亿元/-367亿元/-45亿元。

据了解,交易型资金净流出或对应的是其背后对冲类资金的主动减持。托管在外资投行的交易型资金以对冲基金为主,此类资金关注短期交易机会,择时特征较为显著。春节后首周(2月7日-11日)交易型资金一度净流入66亿,但随着俄乌事态恶化而转为持续净流出,2月14日-3月9日累计净流出433亿元。

交易型资金近期减持的行业结构具备较为明显的避险特征,以3月至今的快速减持阶段为例,各行业交易型资金的净流出与其持有的市值规模呈较为明显的线行相关特征,其相关系数达到-56%,反映出交易型外资的卖出并非是针对个别行业的调仓,而更可能是系统性的减持。

另一方面,配置型资金的净流出则可能是海外China相关基金(尤其是ETF)过去两周持续净赎回所致,目前的净赎回压力低于去年恒大风波发酵阶段。不同于交易型资金,托管于外资银行的配置型资金较少进行择时,一般维持较为稳定的净流入状态。#微博股票[超话]#


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