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聰明的塑料能“記憶”

發(fā)布時間:2016-01-11 來源: 工程塑料網 專題: 材料研發(fā) 打印

環(huán)球塑化網 www.PVC123.com 訊:

  浙江大學科學家日前研發(fā)出一種新型的形狀記憶塑料,可以記憶非常復雜的形狀,不管之后經歷怎樣的形變,一旦將其置于特定的溫度下,就又會變回最初“記住”的形狀。成果論文北京時間9日發(fā)表于《科學》子刊《科學進展》上,即刻引發(fā)《華爾街日報》《科學》等的關注。

  在浙大化學工程與生物工程學院教授、國家“千人計劃”學者謝濤課題組的實驗室,課題組成員、論文第一作者趙騫副教授拿起一只“紙鶴”。實際上,它是用一張約0.5毫米厚、薄如紙片的形狀記憶塑料在130度的高溫下折成的,趙騫說,鶴的形態(tài)已經成為這片塑料的“永久記憶”。

  趙騫隨后將鶴拆開,壓平,又折成一只船,這片塑料的形狀已經完全改變了。用鑷子夾著,把它浸沒在一盆60度左右的熱水中,就發(fā)生了神奇的一幕:幾秒鐘里,塑料船迅速展開,又重新收縮,變回鶴的形態(tài)。

  謝濤說,形狀記憶塑料又稱形狀記憶聚合物,起初,只能記住很簡單的形狀,也就是說,可以從鶴、船等復雜造型變回原來平整薄片的簡單形態(tài)。課題組通過重組形狀記憶塑料分子間的連接關系,使這種材料能夠永久記憶復雜的形狀——比如像鶴這樣有著頭、頸、尾巴和翅膀的動物。這意味著科學家可以利用這種神奇的材料制作各種器件,讓它們在特定的環(huán)境下變成各種復雜形狀,發(fā)揮相應的功用,這就大大拓展了形狀記憶塑料在柔性電子、生物醫(yī)藥和航空航天等領域的使用價值和應用前景。

  “比如,人們可以嘗試利用這種塑料制作心臟支架,一開始團成很小的一塊,到達人體內的目的地后,再舒展成一個復雜的三維形狀。”謝濤說。同樣的原理在航天事業(yè)中也能發(fā)揮大作用:地球發(fā)射一個被折疊得很緊湊的器件,到達外太空后就可以舒展開來,充當太陽能電池板等多種設備。

  新型記憶塑料的特性還可以被用來加工內壁有花紋的不規(guī)則管道,以用于流場控制。趙騫說,可以先讓塑料記住擁有不規(guī)則曲面的管道的形狀,然后將其壓平,在平面上加工復雜的花紋圖案比起直接在管道里加工要容易多了。加工完畢后,塑料在特定溫度下又可以變回管道的形狀,而花紋圖案則可以保留。

  據了解,近年來對于形狀記憶塑料的研究不斷出現新成果。趙騫介紹,德國科學家研發(fā)出的一種新型記憶塑料,可以記住兩個簡單形狀,并在溫度或磁場的指揮下變換。謝濤教授此前研發(fā)出的新型記憶塑料,則可記憶三個甚至更多形狀,并且極大簡化了制備方法。

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