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新型聚合物会自动变形的,变形金刚或可成真?
研究人员发明了一种新型聚合物,无需任何操作,它在特定时刻可以自动变形。
这是科学家们第一次创造出这样的新型材料。通常来说,形变材料都需要外在的东西,比如灯光等来触发。
为了展示这一骄人的壮举,研究团队做了一朵令人印象深刻的逼真的花,它能自如地盛开和闭合呢!
本次研究由北卡罗莱纳大学的塞奇谢科教授主导,并发表于期刊《自然通讯》上。
这种聚合物以其中含有的不同类型的化学键形成的混合物为动力。首先起作用的就是能决定这种材料的最终形状的永久性化学键,它有点像弹簧一样,能很快恢复到所要求的配置。
然而,它是一种动态而可逆的化学键,能控制这种聚合物的形变速度。这些形变由一系列不同的因素轮流控制,这些因素的数量和配置决定了具体的形变时间。
其中的一个因素是独立化学键的强度或独立化学键的分解释放出的能力,另一个因素是这些化学键的集合性。
谢科教授对BBC新闻说道,第三个参数是:数个独立的氢键(动态化学键)能够聚合在一起,氢键的聚合能够形成更强的交叉连接。
对聚合物中这些化学键的存在地点和分解时间进行有效控制,研究人员就能够创造出于特定时刻进行形变的材料。
然而他们发现,要从一块聚合物中创造出一种复杂的形变材料,就要把各种各样的成分添加在一起,并对这些成分进行设置,使它们在不同的时间发生形变,继而有序地实现目标形变,要实现这一目标是不容易的。
科学家控制每一篇花瓣的形变时间,并最终完成了整朵花的盛开,就是实现了这一目标。
我们想要更加明确这个概念。大自然中也存在许许多多的例子,比如花就能随着时间的流动改变自身的形态。谢科教授在BBC新闻中说道,我们的技术的好处之一就是:你可以用单独的部件组合成一个复杂的形变,像这些花瓣一样。
通常来说,形状记忆材料只不过是由一个形变的大块构成的。
形变材料并不是什么新鲜事物了,但目前来说它们都需要一些外在的触发点,比如光和热。然而,这种新型聚合物已经得到良好的发展,其内部的内置时钟,能够帮助其实现定时形变。
这样的话,很多应用程序都不需要外在的触发点了,比如说,对于医疗植入物或药物输送系统而言,其内部的传统形变聚合物原本在黑暗环境中无法工作,而新型的聚合物却能够创建更加稳定的工作环境,使这些程序无需依赖触发点也能顺利工作。