東京大學發現可在室溫下小壓力修補的半透明聚合物

東京大學的研究小組研究出了一種聚合物，並且在室溫下通過施加微小壓力將其分解成兩部分後能夠被修復。該研究論文發表於《科學》雜誌中，詳細介紹了聚合物是如何被發現，如何製備以及如何實現修復。

論文摘要：

擴大可再生材料的範圍是可持續發展的一個重要挑戰。非晶態的高分子量聚合物通常形成機械堅固的材料，不足的是一旦斷裂就難以修復。這是因為材料的聚合物鏈嚴重纏結，且在合理的時間範圍內擴散較晚以致難以重組裂縫表面。此報告中談到，低分子量聚合物當通過密集的氫鍵交聯時，儘管材料具有極其緩慢的擴散動力學，但仍是機械穩定而又容易修復的材料。其中一個關鍵點在於硫脲的利用，有助於形成異常鋸齒狀的氫鍵陣列，不會導致不利結晶。另一個關鍵點是添加用於激活氫鍵對交換的結構元素，這使得壓縮後裂縫部分能夠容易地重新結合。

來自全世界的工程師始終在傾力尋找一種可輕易修復的功能玻璃或塑料，以解決手機和其他攜帶型設備屏幕破碎的難題。儘管科學家們已經取得了許多進展，但仍有許多地方需要改進完善。在一項新的研究中，研究者成功研製出一種新型塑料，可以通過簡單地將碎片壓到一起來恢復形貌。

正如研究人員所描述的那樣，一名研究者在研究聚合物的膠粘性能時，無意中發現某種目標聚合物竟可通過將這些聚合物壓在一起而改善自身形狀。更有趣者，聚合物組織看似更接近。研究者發現，聚合物中的氫鍵以不結晶的方式成鍵，導致聚合物分子鏈自由移動，這使得氫鍵在微小壓力下極易重新組合。經過多種組合後，團隊決定將其命名為聚醚硫脲（TUEG3）的聚合物，這為重組試驗提供了最佳癒合性能。

為了測試這些材料，研究人員將一塊小瓷磚切成兩塊，然後在室溫下用微弱的力將兩塊瓷磚壓成最初的形狀。30秒後，他們進一步補充說，完全癒合的瓷磚可承受300克的重量。研究者指出，若將材料壓制更長時間，便可實現更強的鍵結合。最終經過幾小時的壓力重組，材料的粘合程度可達到原來的水平。

但將新聚合物應用於智能手機屏幕前，還需要對材料進行更多的性能完善，譬如增加材料的透明度。

文章來自phys網站，原文題目為A type of semi-transparent polymer that can be mended at room temperature using small pressure，由材料科技在線匯總整理。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！