Responsieve polymeren zijn interessant voor een groot aantal toepassingen, omdat de eigenschappen van deze materialen over een breed bereik ingesteld kunnen worden en het bovendien mogelijk is om ze tegen lage kosten en op grote schaal te fabriceren. Vloeibaar-kristallijne netwerken vormen een platformtechnologie voor deze responsieve materialen. Een groot aantal stimulusgevoelige moleculen kunnen worden toegevoegd om het polymeer gevoelig te maken voor warmte, licht, pH, waterdamp of biologische stimuli. De vloeibaar-kristallijne kernen van het polymere netwerk versterken de stimulus, wat snelle en grote responsies tot gevolg heeft. De responsies kunnen zowel mechanische als optische veranderingen zijn, en zijn naar wens reversibel of irreversibel te maken. In dit werk wordt het gebruik van deze materialen in microsystemen, zoals lab-on-a-chip, onderzocht. Actuatie met licht wordt gekozen omdat dit compatibel is met een natte omgeving en van afstand aangestuurd kan worden.Theoretische en experimentele resultaten laten zien dat door een optimalisatie van de moleculaire ordening in een ‘splaybend’ orientatie, de prestaties van buigende actuatoren sterk verbeterd kan worden. Daarnaast is er theorie ontwikkeld die de beweging van de actuator onder invloed van aansturing met licht beschrijft en deze theorie wordt door experimentele resultaten bevestigd. Voor toepassing in microfluidische systemen worden actuatoren ontworpen die gebaseerd zijn op cilia in natuurlijke organismen. Deze actuatoren kunnen dienen als pompen en mixers, maar daarvoor is het noodzakelijk dat de beweging van de cilia asymmetrisch in de tijd is. Verschillende manieren voor het genereren van deze asymmetrische beweging zijn onderzocht. Eén manier maakt gebruik van actuatoren bestaande uit verschillende delen die elk reageren op een andere kleur licht. Een andere manier maakt gebruik van een gradient in compositie van de actuator door de dikte van het materiaal, waardoor een sterk niet-lineaire responsie ontstaat. Verschillende methodes voor het miniaturiseren van deze actuatoren zijn verkend, waaronder lithografie en inkjet printen. Het is aangetoond dat met inkjet printen, actuatoren kleiner dan een millimeter gemaakt kunnen worden, zonder dat de prestaties van de actuatoren daaronder te leiden heeft. Behalve de toepassing van vloeibaar-kristallijne netwerken als actuatoren is de toepassing als sensor ook onderzocht. Als het materiaal een cholesterische ordening heeft, kan dit een gedeelte van het licht reflecteren. Als de reflectieband in het zichtbare gedeelte van het licht ligt, lijkt het materiaal een kleur te hebben. Net als bij de actuatoren kan het netwerk gedeformeerd worden door de moleculaire ordening te verstoren of door het te laten zwellen of krimpen, hetgeen een zichtbare verschuiving van de reflectieband tot gevolg kan hebben. Het is aangetoond dat door gebruik te maken van waterstofbruggen in het netwerk, cholesterische sensoren kunnen reageren op vluchtige amines, pH of temperatuur. Als alternatief voor de licht gestuurde actuatoren zijn magnetisch gedreven, ferromagnetische systemen onderzocht. Magnetische velden zijn net als licht compatibel met een nat milieu en kunnen van afstand aansturen. Twee methodes zijn onderzocht om kunstmatige magnetische cilia te maken: ‘glancing angle’ depositie van nikkel op PDMS scharnieren en electrolytisch gegroeid nikkel in een membraan. De beste resultaten werden bereikt met electrolytische gegroeide staafjes die vrij in een kanaal ronddreven. Toepassingen van de actuatoren uit dit onderzoek liggen in medische applicaties zoals lab-on-a-chip systemen, maar ook in andere toepassingen zoals mechatronica en textiel. Omdat de materialen in een continu proces aan de lopende band verwerkt kunnen worden, hebben ze de potentie om in goedkope systemen zoals slimme verpakkingen of wegwerp applicaties toegepast te worden
