新智能材料能自我修复划痕清理污点

2011-4-25 09:32 来源: 中国科学院
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  据英国《每日邮报》4月21日报道,科学家近日研制出一种具有“自愈”能力的聚合物,能自我修复划痕、清理污点等,汽车上的划痕和脏兮兮的鞋子可能将成为历史。相关研究发表在4月21日出版的《自然》杂志上。

  美国凯斯西储大学的斯图尔特·罗文教授和军事专家以及瑞士的化学家携手研制出的这种具有自愈能力的“金属超分子聚合物”由碳氢化合物长链(长链也由非常小的链结合而成)组成,长链聚合物间隙内有微小的金属,这些金属就像“胶水”一样,将长链“胶合”在一起,形成了这种新式聚合物。    

  科学家表示,迄今研制出的大部分具有自修复功能的聚合物材料都需要对受损区域进行加热,才能启动“修复”键,但新聚合物主要依靠曝光来进行自我修复。当紫外线照射在这种聚合物上时,其内部的金属会吸收紫外线并将其转化为热量,热量使金属周围的聚合物融化,将聚合力打破,随后,该材料能像液体一样流动,渗透进划痕或磨损处,进行快速、高效的缺陷修复。而当光离开时,这种聚合物又恢复到起初的固态。原则上,修复可在原位、同时在有负载的情况下发生。

  实验测试表明,剃须刀片造成的深划痕一分钟就能愈合。而且,不管该区域受损多少次,这种材料都能一遍又一遍不竭余力地使划痕自愈。

  科学家表示,该修复过程类似于人体受损皮肤的愈合,只不过这个过程不需要缝线,因此也不会留下伤疤,而且耗时更短,几秒钟就可以完成。  

  科学家在实验中使用了紫外线灯进行测试,他们表示,用紫外线灯会使修复过程更快、更简单、更精确,且只针对受损地方进行修复而不波及其他地方。 

  美国伊利诺伊大学香槟分校的材料工程师南希·索托丝指出,这种坚硬有弹性的聚合物将彻底改变从休闲包、存储集装箱到轮胎内胎以及涂层等大部分消费产品的面貌,让它们可循环使用,免于被抛弃的命运,但这种聚合物何时进入市场还没有日期表。