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去年,一項(xiàng)關(guān)于一種自愈合聚合物的報(bào)道吸引了大量的眼球,猶如科幻電影《終結(jié)者2》中飾演液體金屬殺手機(jī)器人神奇自愈功能,能夠在現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)現(xiàn)一樣,挑動(dòng)了人們的好奇心。
近日,德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院和贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)的研究人員開發(fā)出一種自愈合聚合物,在相對(duì)低溫下加熱,數(shù)分鐘即可完全恢復(fù)機(jī)械屬性。
這種聚合物可用來生產(chǎn)纖維增強(qiáng)塑料,用于航天和汽車應(yīng)用,以及防刮擦涂料和自我修復(fù)密封劑。由Christopher Barner-Kowollik教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)交聯(lián)纖維可切換網(wǎng)絡(luò),通過可逆化學(xué)反應(yīng)聯(lián)結(jié)。這些可切換網(wǎng)絡(luò)可分解成初始成分,在受損后再度重組起來。其優(yōu)點(diǎn)在于通過加熱、光照或添加化學(xué)物質(zhì),可以隨時(shí)觸發(fā)自愈機(jī)制。
Barner-Kowollik教授說:“我們的方法不需要用到催化劑,也不用加入添加劑。”經(jīng)機(jī)械測(cè)試(如張力和粘度測(cè)試)證實(shí),該材料的原始屬性可完全恢復(fù)。Barner-Kowollik表示,成功地證明了測(cè)試樣本第一次愈合后的聯(lián)結(jié)力比之前更強(qiáng)。
西班牙科學(xué)家成功研制世界上第一種自愈合聚合物,當(dāng)這種材料被一切為二時(shí),能夠快速愈合在一起,兩個(gè)小時(shí)之內(nèi)97%的測(cè)試樣本能夠自動(dòng)愈合。這項(xiàng)研究發(fā)表在皇家化學(xué)學(xué)會(huì)期刊《材料地平線》上,這是世界上第一種無需介入干預(yù),便能自身恢復(fù)的聚合物。來自圣塞瓦斯蒂安市電氣化學(xué)中心的研究人員稱,這種奇特的材料被一切為二仍能自動(dòng)愈合在一起,97%的測(cè)試樣本在兩個(gè)小時(shí)之內(nèi)愈合完成。
據(jù)科學(xué)家阿萊特茲-雷科羅(Alaitz Rekondo)等人稱,用手拉伸該材料并非易事,這種材料在室溫條件下具有自愈合功能,而無需任何額外的介入干預(yù),例如:加熱或者光源。科學(xué)家強(qiáng)調(diào)稱,由于類似的聚合物已用于許多商業(yè)生產(chǎn),該聚合物頗具吸引力,易于投入真實(shí)的工業(yè)應(yīng)用。
自愈合聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊,不僅在工業(yè)領(lǐng)域,在人們生活用品領(lǐng)域也有著巨大的潛力?;蛟S在不久的將來,生活之中我們?cè)僖膊挥脫?dān)心心愛的物品易碎易破了。在車主看來,車輛日常保養(yǎng)中最常見的問題某過于車漆劃傷,若車輛外層采用具備自愈功能的聚合物,便可在低溫環(huán)境下加熱之后就能自動(dòng)修補(bǔ)并完全恢復(fù)其機(jī)械性能。該最新研發(fā)的材料也能夠用于創(chuàng)建自主修復(fù)的密封物、防刮的漆面和更多可靠的纖維增強(qiáng)塑料部件。
【結(jié)語】此類聚合物無疑是非常吸引人的材料,但是創(chuàng)建該聚合物的原料獲取非常的方便,并且在量產(chǎn)方面有著得天獨(dú)厚的成本優(yōu)勢(shì),科學(xué)家采用全新方式打造的聚合物能夠?qū)帷⒐饣蛘呋瘜W(xué)物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)完成自愈功能,此外只需要對(duì)其表面加熱幾分鐘(120C/250F)就能完成自愈,從理論上能夠?qū)崿F(xiàn)無限次的機(jī)械性能修復(fù)。