受变色龙的启发,科学家成功研制出可以愈合

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科技日报记者陈曦通讯员焦德芳

新买的包包可以变色,不小心划伤的衣服可以像皮肤一样愈合,车漆擦点水就崭新了.科幻电影中的这些场景正在成为现实。

几天前,天津大学的封伟教授成功开发了新的智能材料。这种新材料不仅可以变色,还具有形状记忆和自愈功能。这项研究被选为国际期刊《德国应用化学》的封面文章。

对于高分子材料科学家来说,自然界中许多生物所具备的“自适应变色伪装能力”一直是一个非常重要的研究方向。开发新型仿生智能变色材料和技术对生产生活、国防工业等领域具有重要意义。

同时,许多高分子材料,如橡胶、塑料、涂料、纤维等,都是重要的工业材料,每年的磨损都是巨大的。提高先进高分子材料的使用寿命可以带来巨大的经济效益和社会效益。

受天然变色龙智能变色机制的启发,封伟团队在主链胆甾型液晶弹性体中引入了动态共价 酯键。同时,利用热激发的动态B-O键交换特性,实现了变色膜任意颜色和三维形状的可控编程,其形状和颜色可通过改变温度进行可逆控制,并成功研制出新型智能材料“智能变色液晶聚合物膜”。

据介绍,这种新材料的厚度仅为微米,具有电致变色、形状可编程、室温下具有优异的自修复能力等优点:拉伸时可变色;被切断后,在断口处加几滴水,一段时间后材料又能愈合,因而使用寿命更长。该材料还具有“记忆编程”的特性,可以拉伸成任意二维或三维形状,并保持不变。当这种材料被加热到相变温度以上时,它可以恢复到原来的形状。

封伟说,这项研究提供了一种简单、通用的方法,为智能仿生变色伪装材料、自适应光学系统和柔性机器人的开发开辟了新途径,在服装和包装材料方面具有巨大的应用潜力。

受访者供图

审计:岳靓

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