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能自愈還能變色 新材料或?qū)⒆尶苹米哌M現(xiàn)實

2022-03-17 16:50:31化工儀器網(wǎng)閱讀量:720 我要評論


  科幻電影中經(jīng)常會有這樣的情節(jié):主人公穿著一身樸素的衣服穿梭于不同的場景中,而每當(dāng)他來到一個新的場景,原本樸素的衣服竟隨著環(huán)境的差異開始改變顏色及花紋,甚至當(dāng)衣服被刮破之后,只需要簡單的處理便可以愈合如初。而每當(dāng)這種場景出現(xiàn)的時候,我們也經(jīng)常會思考一個問題——如果我們也有這樣一件衣服,那我們的生活會變成什么樣?但如今,這種假設(shè)或許可以在現(xiàn)實里被證實。
 
  就在最近,天津大學(xué)的封偉教授團隊成功研制出了一種具備形狀記憶和自愈功能,并且可以實現(xiàn)變色的新型智能材料——智能變色液晶高分子薄膜(以下簡稱:變色薄膜)。
 
  據(jù)悉,這種薄膜借鑒了變色龍的變色邏輯。變色龍?zhí)幱谄届o狀態(tài)時其細胞層內(nèi)部的納米晶體的排列是緊密的,可以特異性地反射短波長的可見光,但當(dāng)它面臨危險時,它可以主動的控制細胞層內(nèi)部的納米晶體排列結(jié)構(gòu),改變其疏密程度,從而實現(xiàn)控制特定波長區(qū)間的光來進行發(fā)射,從而實現(xiàn)變色的目的。
 
  這種變色薄膜則是通過將動態(tài)共價鍵分子與液晶單體混合,并借助溶劑揮發(fā)的方法使其中的液晶單體分子形成周期排列的膽甾相液晶結(jié)構(gòu),并通過光照聚合將厚度控制在200微米。在周期排列的液晶分子影響下,使用者只需要通過合理的拉伸變色薄膜,便可以實現(xiàn)人為控制反射顏色的目的,從而達到在可見光譜范圍內(nèi)動態(tài)調(diào)節(jié)變色薄膜顏色的效果。并且由于引入了動態(tài)共價鍵分子,因此材料具備了溫感記憶的能力,這也使得變色薄膜加工成不同的產(chǎn)品后,溫度也可以作為其轉(zhuǎn)換顏色的一種方式。
 
  此外,動態(tài)共價鍵在遇到水分子時會斷裂,但是水分子揮發(fā)后又會重新鏈接起來,這也就間接的幫助變色薄膜實現(xiàn)了自愈的可能——當(dāng)材料出現(xiàn)破損后,對準(zhǔn)位置并用水進行簡單的粘和便可以在確保強度的同時讓其恢復(fù)完整。
 
  當(dāng)然,和大多數(shù)剛剛研制成功的新材料一樣,這種變色薄膜目前還是實驗室階段,暫時不具備實用價值,甚至在功能性上還有許多需要改進的地方,例如如何實現(xiàn)更加細膩均勻的變色?如何大面積地進行加工?如何降低生產(chǎn)的難度以及成本?不過可以確定的一點是,會變色、有記憶、能自愈這三個要素賦予了其非常多的可能,也將成為變色薄膜未來技術(shù)進一步發(fā)展的重要方向。而作為普通人,我們可以期待的是,這種材料商品化,并進入我們生活的那一天。
 
  (原標(biāo)題:能自愈還能變色 新材料或?qū)⒆尶苹米哌M現(xiàn)實)
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