新智能材料给产品穿上“变色龙的衣服”
发布时间:2022-02-19 10:45 文章来源:未知 作者: admin1
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新买的包可以变换颜色,不小心刮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以肉眼可见的速度成为现实。日前,天津大学封伟教授团队成功研发新型智能材料。这种新材料很“聪明”,不仅能变色,还有形状记忆和自愈合功能。该研究得到国家自然科学基金委资助,已当选国际权威期刊《德国应用化学》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,仿生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。
 

据团队负责人介绍,受自然界变色龙智能变色机制启发,他们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够通过改变温度实现可逆调控,成功研发新型智能材料——“智能变色液晶高分子薄膜”。这种新材料厚度只有200微米,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,当材料加热到相变温度以上后,又能恢复到最初的形状。
 

据封伟介绍,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、自适应光学系统和软体机器人等技术的发展开辟了新道路,在服装、包装材料等方面也有巨大应用潜力。

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