作者:谢涛等 来源:《科学进展》 发布时间:2016/1/11 14:38:04
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给塑料“植入”形状记忆

 

 

一只“纸船”放到热水里,短短几秒钟,就变成一只“鸟”。周立超摄

浙江大学化学工程与生物工程学院教授谢涛课题组研发了一种新型的形状记忆塑料,它能被多次“植入”复杂形状记忆,在国际上首次实现了可在复杂形状之间变化的“折纸”。成果于1月9日发表在《科学进展》

形状记忆塑料,学术上称为形状记忆聚合物,是一类能够固定临时形状并且在外界刺激下能够回复到初始形状的智能材料。此前,记忆塑料已被广泛用于饮料瓶包装等领域,能从复杂的临时形状变回简单永久形状,但不能从简单的临时形状变成复杂的永久形状。

谢涛说,传统的形状记忆塑料,从永久形状变成临时形状发生的是弹性形变,从微观看,分子之间的连接关系并未断裂。“而我们在设计形状记忆材料的过程中,加入了一种可交换共价键,重组分子间的连接关系。我们进一步阐明了这类新材料相比传统形状记忆无可比拟的新性能,这是我们学术上最大的创新。”

据论文第一作者赵骞副教授介绍,当处于较高的温度时,分子之间相互“换手”,找到了新的伙伴,产生了新的“队形”,也就是塑性形变产生永久记忆。正是这种“换手”,让新型的形状记忆塑料有不断被植入复杂形状记忆的性能。更重要的是,植入新形状的过程不是“擦除”之前的永久形状,而是将新形状叠加到其中,称之为形状累积效应。利用这种效应,可以制备目前加工方法难以实现的复杂形状。

科学家期待这一材料能早日应用于生物医疗或柔性电子领域。比如心脏支架,如果到达植入“目的地”以后,它可以舒展成为一个复杂三维形状。(来源:中国科学报 崔雪芹)

 
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