研究人员开腾越建筑发出新型自愈合聚合物

日期:2018-11-29 / 人气: / 来源:未知

  瑞士弗里堡消息(2011年4月26日)以瑞士弗里堡大学的材料科学家ChristophWeder为首的一个研究小组已开发出一种暴露在紫外光下可“自愈合”的橡塑材料。最终这种材料有望被用于清漆、涂料或手机外壳中。

  自愈合材料并不是什么新鲜事物。有许多热塑性橡胶都可加热至融化,然后让融化后的液体塑料流入受损区域再重新硬化。Weder说,但这是一种粗制方法。如果在加热和随后的融化过程中稍有差错的话,塑料零部件可能失去效用而导致需要完全修复。

  Weder和他的开发小组采用了一种更为灵敏的方法。在塑料上做出一道深刮痕后,只需用集中紫外光对着照射即可修复。紫外光仅加热刮痕周围的区域,只需短短一分钟就能消除刮痕。这一研究成果已经发布在最新一期的《自然》杂志上。

  之所以能实现自我愈合,其秘诀在于聚合物的特殊结构。传统型聚合物是由被强大的共价键附着的长链状分子所组成的。而Weder开发出的塑料则是穿插锌或镧离子的较短的分子结构。

  在固态下,其分子构成有粘性的“金属坐标”联结物,其长链结构可有效地与金属离子相连。当在塑料上照射紫外光时,紫外光被金属离子吸收后转化为热量-这股热量足以融化局部区域并修复断裂。

  在测试中,Weder的研究小组在他们开发的一块400微米厚的塑料上划出了一道200多微米深的刮痕。在紫外光下照射两次,每次30秒后,刮痕就被修复了。

  特拉华大学的材料工程师RichardWool说,Weder的方法有一个缺点,它只对薄型的塑料有用,因为只有薄塑料才能让光渗入。但Weder补充说,他们的研究成果为工程人员提供了依据,今后他们可能据此开发出一种新的塑料复合材料,在里面埋置光纤缆线,可让光照渗透整个体积。

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