007聚合物材料可在完成任務後「瞬間消失」

陽光作用10分鐘後，聚合物解聚消失了。

曾經，可自行銷毀的聚合物只是一個虛構的概念，但現在研究人員已經有了初步進展。phys.org網站8月26日報道，研究人員在2019年秋季美國化學學會（ACS）會議中展示了一種新型聚合物材料。該聚合物足夠穩定，可以將感測器等裝備輸送到敵方領土，並在完成任務後迅速消失。目前，這種材料已經被用於製造剛性翼滑翔機和類尼龍降落傘織物，空中傳送距離可達近100英里。在未來，它還有望用於建築和環境感測器領域。研究人員Paul Kohl博士說：「這種聚合物和消費者熟悉的緩慢分解的可生物降解塑料不同，一旦觸發了內部機制或受到太陽照射，聚合物就會瞬間消失。」聚合物材料是Kohl博士團隊為美國國防部開發的軍用材料。美國國防部對秘密部署電子感測器和運載工具很感興趣，這可以降低被對方發現的概率，並省去設備回收環節。

聚合物分解的關鍵在於「上限溫度」。低於上限溫度時，聚合物的構型是穩定的，高於上限溫度時，聚合物就會分解成單體。常見聚合物如聚苯乙烯，其上限溫度高於環境溫度且非常穩定。即使它們被加熱到高於上限溫度，也需要很長時間才能完全分解。這是因為在聚苯乙烯中，大量化學鍵將單體連接成為整體，必須打破所有化學鍵才能使材料分解。而對於Kohl博士等設計的低上限溫度、環狀聚合物而言，只需斷裂一個化學鍵，其他化學鍵就會隨之斷裂，解聚速度非常快。引導斷裂的過程可以由外部或內嵌源激發，也可以在光敏催化劑作用下激活。

多年來，研究人員一直嘗試製造出這樣的聚合物。但材料在室溫下的不穩定性成為需要攻克的最大障礙之一。後來，Kohl博士的團隊發現，如果他們能除去聚合物合成過程中形成的所有雜質，就能克服這個問題。此外，他們還發現部分醛類化合物（如鄰苯二醛）很容易形成環狀聚合物。只要環狀聚合物的合成工藝能得到優化，他們就能集中精力解決聚合物的解聚問題。

為此，研究人員在聚合物中加入了一種光敏劑，它可以吸收光並催化解聚反應。Kohl介紹說，最初的聚合物只對紫外線敏感，它在室內是穩定的。當它被移到室外，陽光會使其迅速分解。後來，Kohl團隊找到了另外一種添加劑，可以在不同波長的可見光下引發解聚反應——聚合物又具備了在室內分解的可行性。Kohl說：「你走進房間、打開燈，這種聚合物就消失了。」Kohl團隊還研究了如何延遲解決反應。他說：「我們可以讓解聚反應推遲發生，這可以讓使用者更加從容。」現階段，研究人員正在測試適合與鄰苯二醛共聚的單體，以增強聚合物的性能。

目前，這種「詹姆斯·邦德」材料已被用于軍事項目中。但Kohl認為自分解聚合物材料在非軍事用途方面也很有潛力。例如，可用於建築材料的臨時黏合劑和可分解環境監測感測器等。這類設計不僅環保，還免去了偏遠地區的設備回收煩惱。

科界原創 編譯：雷鑫宇 審稿：阿淼

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