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研判2025!中国液晶弹性体(LCEs)行业分类、产业链及市场规模分析:技术突破与产业应用双轮驱动,行业进入快速发展通道[图]

内容概况:中国液晶弹性体(LCEs)行业正处于快速发展期,技术突破与产业应用协同推进。2024年,中国液晶弹性体(LCEs)行业市场规模约为1258万元,同比增长21.43%。从技术层面看,LCEs在刺激响应形变、自修复及柔性特质上取得显著进展,如清华吉岩团队通过动态共价键交换实现“布卷-衣服”柔性驱动器生产模式,降低制备门槛;中科院理化所研发的可拉伸蓝相液晶弹性体激光器,在-20~100℃宽温域保持稳定性能,拓宽了其在极端环境下的应用潜力。


相关上市企业:诚志股份(000990)、八亿时空(688181)、飞凯材料(300398)


相关企业:京东方科技集团股份有限公司、TCL华星光电技术有限公司、惠科股份有限公司、彩虹显示器件股份有限公司、浙江锦华新材料股份有限公司、苏州湘园新材料股份有限公司、日出东方控股股份有限公司、江苏天奈科技股份有限公司、北京中科三环高技术股份有限公司、烟台正海磁性材料股份有限公司、歌尔股份有限公司、瑞声声学科技有限公司、舜宇光学科技(集团)有限公司、欧菲光集团股份有限公司


关键词:液晶弹性体(LCEs)、液晶弹性体(LCEs)市场规模、液晶弹性体(LCEs)行业现状、液晶弹性体(LCEs)发展趋势


一、行业概述


液晶弹性体(LCEs)是一类结合了液晶特性与弹性体特性的智能高分子材料,由液晶基元(如介晶单元)嵌入柔性聚合物链的交联网络中形成。其核心特性是在外部刺激下发生可逆相变,导致宏观形状改变,兼具橡胶的弹性、液晶的各向异性及刺激响应性,广泛应用于软体机器人、智能驱动器、光学器件等领域。按刺激响应类型分类,液晶弹性体可以分为热响应、光响应、电响应、磁响应、湿度响应等类型。

液晶弹性体(LCEs)分类


二、行业产业链


液晶弹性体(LCEs)行业产业链上游主要包括液晶单体、交联剂、光热剂、导电剂、磁性材料、抑制剂、光引发剂、扩链剂等原材料,以及紫外固化系统、加热固化装置、反应釜、机械拉伸装置、磁场/电场取向设备、表面取向单元、光学图案化系统、干法纺丝设备等生产设备。产业链中游为液晶弹性体生产制造环节。产业链下游主要应用于软体机器人、智能可穿戴、生物医学、光学器件、传感器、微机电系统等领域。

液晶弹性体(LCEs)行业产业链


液晶单体是LCEs的"功能心脏",提供可逆相变能力。而液晶单体的相态结构从根本上决定了液晶弹性体(LCE)的性能与应用方向。目前,液晶单体主要分为向列型单体、胆甾型单体和近晶相单体等类型。向列相单体(如联苯类)赋予LCE宏观上的大幅度、可逆形变能力,是开发热致动器和人工肌肉的核心材料;胆甾相单体则通过其手性螺旋结构,使LCE具备独特的光子带隙与动态结构色,适用于光学传感器与智能反射镜。相比之下,近晶相单体形成的LCE虽因层状结构而模量较高、形变能力稍逊,但在需要铁电性的快速响应器件中潜力独特。

液晶单体类别对比


近年来,AI、传感器、伺服电机等关键技术突破,使人形机器人在运动控制、环境感知、交互能力上显著提升,逐步从实验室走向商业化。政策层面,国家“十四五”规划明确支持机器人产业发展,地方配套政策加速落地,如深圳、上海等地设立专项基金,推动产学研合作。2024年,中国人形机器人产业规模约为27.6亿元,同比增长53.33%。预计到2028年,中国人形机器人产业规模达387亿元,同比增长93.50%。而液晶弹性体在机器人关节驱动、柔性皮肤及肌肉模拟中展现独特优势。例如,其热/光/电刺激响应特性可实现关节精准控制,提升运动流畅性;高形变能力(如向列相LCEs驱动应变达100%)适配复杂动作需求,支撑“类人”运动能力。清华吉岩团队通过动态共价键交换技术实现“布卷-衣服”柔性驱动器生产模式,降低制备门槛,加速产业化落地。

2023-2028年中国人形机器人产业规模情况


相关报告:智研咨询发布的《中国液晶弹性体(LCEs)行业市场竞争态势及前景战略研判报告


三、市场规模


中国液晶弹性体(LCEs)行业正处于快速发展期,技术突破与产业应用协同推进。2024年,中国液晶弹性体(LCEs)行业市场规模约为1258万元,同比增长21.43%。从技术层面看,LCEs在刺激响应形变、自修复及柔性特质上取得显著进展,如清华吉岩团队通过动态共价键交换实现“布卷-衣服”柔性驱动器生产模式,降低制备门槛;中科院理化所研发的可拉伸蓝相液晶弹性体激光器,在-20~100℃宽温域保持稳定性能,拓宽了其在极端环境下的应用潜力。

2020-2024年中国液晶弹性体(LCEs)行业市场规模情况


四、重点机构研发情况


中国液晶弹性体(LCEs)行业机构研发进展呈现“高校-科研院所”协同创新的格局。高校方面,浙江大学谢涛团队聚焦液晶介电弹性体(LDE)多模态驱动,开发出温度响应型LDE,驱动电压降低至8V/μm,实现弯曲、扭转等复杂动作无需复杂控制系统;东南大学李全团队则探索双重响应LCEs在信息加密与显示领域的应用,通过应变/温度双重刺激实现多级信息加密和瞬态显示,成果发表于《Angewandte Chemie》。科研院所中,中科院理化所江雷院士团队研发出可拉伸蓝相液晶弹性体激光器,在-20~100℃宽温域内保持单峰激光现象,应用于3D应力传感;中国科学技术大学李木军团队通过复合冷场3D打印技术,实现近环境温度响应NAT-LCEs的可逆变形,开发出高精度心率监测智能腕带。上述研发进展推动LCEs行业形成“基础研究-技术转化-产业应用”的完整生态链。

中国液晶弹性体(LCEs)行业代表性机构简介


江苏大学在LCEs领域以徐琳教授团队为核心,突破传统技术瓶颈,实现多项创新。团队开发了螺旋编程取向技术,将预应变极限从100%-500%提升至2500%,并建立预应变与驱动性能的定量标度律,相关成果发表于《Advanced Functional Materials》。其研发的超拉伸液晶弹性体具备人体温度响应形变特性,可实现25-33℃驱动温度下的快速形变(16.75°/s),应用于智能窗户、无创医疗设备等场景。此外,团队与国内外合作开发了Feynman车轮型软体机器人,通过非对称收缩实现持续自主运动,无需电源周期性开关,发表于《Soft Robotics》;还研制了Janus仿生光驱动翻滚软体机器人,利用纳米银网络实现36.42%高光热转换效率,支持多模式运动,发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》。

江苏大学液晶弹性体(LCEs)技术进展表


浙江大学以谢涛教授、郑宁研究员团队为代表,在LCEs驱动机制与材料设计方面取得突破性进展。谢涛团队开发了温度响应型液晶介电弹性体,通过改变温度实现多模态驱动,驱动电压低至8V/μm,并实现“布卷-衣服”柔性驱动器生产模式,相关成果发表于《Advanced Materials》。郑宁团队提出数字编程策略,通过光热调控聚合序列实现多材料集成,赋予材料异质相变温度、驱动响应与光学性能,发表于《Nature Communications》。此外,团队还创新了“变形即走”驱动器制备方法,利用自由基扩散固定分子取向,支持复杂三维结构的可逆驱动,适用于软体机器人、可穿戴设备等领域,相关研究发表于《Nature Communications》。这些成果推动了LCEs在软体机器人、柔性电子等领域的产业化应用。

浙江大学液晶弹性体(LCEs)技术进展表


五、行业发展趋势


1、多刺激耦合寿命折损,材料耐久性突破成关键


中国LCEs在多刺激(热/光/电/磁)耦合应用中面临寿命折损挑战。华南理工大学潘其维团队研究显示,偶氮苯基团引入虽实现光热双重响应,但C=N双键不稳定性导致光响应速度减缓及疲劳寿命下降15%。清华吉岩团队通过动态配位键设计(如Fe-儿茶酚网络)将韧性提升至67.0MJ/m³,同时维持低模量,为耐久性提升提供新思路。未来需开发界面相容型纳米复合材料,结合AI模拟优化分子结构,实现热/光/电多刺激下超千次循环零衰减。


2、高速取向度下降,工艺革新驱动精度提升


高速加工(如熔融纺丝>8000m/h)导致LCEs取向度从0.92降至0.78,直接影响驱动性能。中国科大李木军团队通过复合冷场3D打印技术,在5℃低温平台实现取向序参数0.406(传统工艺0.013),但高速下仍存在取向衰减。清华杨忠强团队提出“剪切-拉伸耦合场”在线调控策略,结合动态共价键网络(如二硫键)实现取向度动态修复。未来需融合微流控技术实现液态金属内芯与LCEs外壳的同步取向,并开发闭环反馈系统实时监测偏振红外信号,确保高速生产中取向度稳定≥0.85。


3、原材料国产率提升,产业链自主化加速推进


当前中国LCEs用高端液晶单体和交联剂国产化率不足20%,99.5%以上纯度的向列相单体、含动态共价键的液晶交联剂均被Merck、BASF、Sigma-Aldrich垄断。深层困境在于:德日企业掌握核心介晶结构(如联苯二酚衍生物)合成专利,国内仿制面临法律风险;高纯度单体需精密分馏与柱层析,批次稳定性差(纯度波动±2%即导致相变温度漂移5℃以上);动态交联剂合成涉及多步保护-脱保护反应,总收率低于30%。显示材料龙头向上延伸是主流路径,瑞联新材、万润股份等已布局LCEs专用液晶单体中试线。同时,微反应器连续合成技术可将单体纯度提升至99.8%,批次波动<0.5%,成本下降40%。政策层面需建立LCEs材料专利池,支持企业开展"专利绕行设计",才能确保供应链安全与成本可控。


以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《中国液晶弹性体(LCEs)行业市场竞争态势及前景战略研判报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构,提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号,每天及时掌握更多行业动态。

本文采编:CY407
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2026-2032年中国液晶弹性体(LCES)行业市场竞争态势及前景战略研判报告
2026-2032年中国液晶弹性体(LCES)行业市场竞争态势及前景战略研判报告

《2026-2032年中国液晶弹性体(LCES)行业市场竞争态势及前景战略研判报告》共十一章,包含2021-2025年液晶弹性体(LCES)行业各区域市场概况,液晶弹性体(LCES)行业主要优势企业分析,2026-2032年中国液晶弹性体(LCES)行业发展前景预测等内容。

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