材料|能愈合的智能变色材料问世

(通讯员焦德芳采访人员陈彬)新买的包可以变换颜色 , 不小心剐破的衣服能像皮肤一样愈合 , 车漆剐蹭后浇点水就崭新如初……这些科幻电影般的场景正成为现实 。
日前 , 天津大学材料科学与工程学院教授封伟团队成功研发新型智能材料 。 这种新材料不仅能变色 , 还有形状记忆和自愈合功能 。 该研究被选为《德国应用化学》的封面文章 。
对于高分子材料科学家而言 , 自然界中很多生物所具有的“自适应变色伪装能力”一直是非常重要的研究方向 , 基于自然界生物体的智能变色隐身机制 , 开发新型仿生智能变色材料与技术 , 对生产生活、国防工业等领域具有重大意义 。 同时 , 很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 , 每年磨损消耗量巨大 , 提高先进高分子材料的使用寿命能产生巨大的经济和社会效益 。
封伟团队受自然界变色龙智能变色机制的启发 , 将动态共价硼酸酯键引入主链型胆甾相液晶弹性体中 , 同时利用热激发动态B-O键交换特性 , 实现了变色薄膜的任意颜色和三维形状可控编程 , 并且其形状和颜色能通过改变温度实现可逆调控 , 最终成功研发出新型智能材料——智能变色液晶高分子薄膜 。
这种新材料厚度只有200微米 , 兼具力致变色、形状可编程和优异的室温自修复能力 。 在被拉伸时可以发生颜色变化;被切断后在断口处加几滴水 , 一段时间后材料就能重新愈合 , 从而具有更长的使用寿命 。 该材料还拥有“记忆编程”特性 , 可以被拉伸成任意二维或三维形状并保持不变 , 当材料被加热到相变温度以上后 , 又能恢复到最初的形状 。
【材料|能愈合的智能变色材料问世】该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、自适应光学系统和软体机器人等技术的发展开辟了道路 , 在服装、包装材料等方面有巨大应用潜力 。

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