新材料在半干燥條件下也能自愈
2016-11-16 來源：科學網
研究制造出能在半干燥狀態下自愈的新材料。圖片來源：geek.com
在擁有能自我修復的汽車或建筑物前，人們需要能在無水環境中自我修復的材料。自愈性材料在柔軟和潮濕的條件下能很好地發揮效用，研究人員發現，當材料變干后，自愈能力會減弱。不過，日本大阪大學科學家近日制造出一種在半干燥條件下能修復99%表面切口的新材料。研究人員首次將物理和化學方法同時用于自愈材料，相關論文發表于《化學》。
“結合自我修復的物理和化學特性，能使材料在更干燥和堅硬的狀態下快速和有效地自愈。”該研究高級作者、超分子聚合物化學家Akira Harada說。“新材料只需要少量的水蒸氣促進修復，換句話說，水只是充當修復過程中需要的無毒膠水。”參與該研究的副教授Yoshinori Takashima說。
通常，材料工程師會為材料物理嵌入充滿自愈物的微囊或路徑，或者利用多輪烷等分子建造材料。自愈材料的化學性則是指使用包括可逆化學反應和氫鍵結合等分子間相互作用等在內的可逆紐帶。
Harada實驗室利用多輪烷作為主體結構，并交聯了可逆相互作用，將自愈性的物理和化學機制結合到了新材料中。多輪烷結構能讓材料利用應力松弛修復淺坑；而化學可逆作用能使其修復深坑。這種結合方法讓這種材料能在10分鐘里恢復80%。
“超分子聚合物材料研究取得的突破展示了，精巧設計能在宏觀尺度上帶來功能進步。”該研究論文第一作者、工程學助理教授Masaki Nakahata說，“無論是堅硬的還是自我修復的，聚合材料都為材料科學打開一個新前沿。”
科學家表示，該材料用途廣泛，能用于汽車涂層、建筑物和醫療設備領域等。他們還計劃設計能在環境條件下自愈的硬質材料。
原文鏈接：http://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(16)30158-9
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（責任編輯：xu）
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