能愈合的“超級變色皮膚”在津研發成功
新買(mai) 的包包可以變換顏色,不小心刮破的衣服能像皮膚一樣愈合,車漆剮蹭後澆點水就嶄新如初……這些科幻電影般的場景正以肉眼可見的速度成為(wei) 現實。日前,天津大學封偉(wei) 教授團隊成功研發新型智能材料。這種新材料很“聰明”,不僅(jin) 能變色,還有形狀記憶和自愈合功能。該研究得到國家自然科學基金委資助,已當選為(wei) 國際權威期刊《德國應用化學》封麵文章。
對於(yu) 高分子材料科學家而言,自然界中很多生物所具有的“自適應變色偽(wei) 裝能力”一直是非常重要的研究方向,仿生自然界生物體(ti) 的智能變色隱身機製,開發新型仿生智能變色材料與(yu) 技術,對生產(chan) 生活、國防工業(ye) 等領域具有重大意義(yi) 。同時,很多高分子材料如橡膠、塑料、塗料、纖維等都是重要的工業(ye) 材料,每年磨損消耗巨大,提高先進高分子材料的使用壽命能產(chan) 生巨大的經濟和社會(hui) 效益。
天津大學封偉(wei) 教授團隊受自然界變色龍智能變色機製啟發,將動態共價(jia) 硼酸酯鍵引入主鏈型膽甾相液晶彈性體(ti) 中,同時利用熱激發動態B-O鍵交換特性,實現了變色薄膜的任意顏色和三維形狀可控編程,並且其形狀和顏色能夠通過改變溫度實現可逆調控,成功研發新型智能材料——“智能變色液晶高分子薄膜”。這種新材料厚度隻有200微米,兼具力致變色、形狀可編程和優(you) 異的室溫自修複能力:在被拉伸時可以發生顏色變化;被切斷後在斷口處加幾滴水,一段時間後材料就能重新愈合,從(cong) 而具有更長的使用壽命。該材料還擁有“記憶編程”特性,可以被拉伸成任意二維或三維形狀並保持不變,當材料加熱到相變溫度以上後,又能恢複到最初的形狀。
據封偉(wei) 教授表示,這項研究提供了一種簡單、通用的方法,為(wei) 智能仿生變色偽(wei) 裝材料、自適應光學係統和軟體(ti) 機器人等技術的發展開辟了新道路,在服裝、包裝材料等方麵也有巨大應用潛力。(天津大學供稿)
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