以瑞士弗里堡大學的材料科學家Christoph Weder為首的一個研究小組已開發(fā)出一種暴露在紫外光下可“自愈合”的橡塑材料。最終這種材料有望被用于清漆、涂料或手機外殼中。
自愈合材料并不是什么新鮮事物。有許多熱塑性橡膠都可加熱至融化，然后讓融化后的液體塑料流入受損區(qū)域再重新硬化。Weder說，但這是一種粗制方法。如果在加熱和隨后的融化過程中稍有差錯的話，塑料零部件可能失去效用而導致需要完全修復。
Weder和他的開發(fā)小組采用了一種更為靈敏的方法。在塑料上做出一道深刮痕后，只需用集中紫外光對著照射即可修復。紫外光僅加熱刮痕周圍的區(qū)域，只需短短一分鐘就能消除刮痕。這一研究成果已經(jīng)發(fā)布在最新一期的《自然》雜志上。
之所以能實現(xiàn)自我愈合，其秘訣在于聚合物的特殊結構。傳統(tǒng)型聚合物是由被強大的共價鍵附著的長鏈狀分子所組成的。而Weder開發(fā)出的塑料則是穿插鋅或鑭離子的較短的分子結構。
在固態(tài)下，其分子構成有粘性的“金屬坐標”聯(lián)結物，其長鏈結構可有效地與金屬離子相連。當在塑料上照射紫外光時，紫外光被金屬離子吸收后轉化為熱量－這股熱量足以融化局部區(qū)域并修復斷裂。
在測試中，Weder的研究小組在他們開發(fā)的一塊400微米厚的塑料上劃出了一道200多微米深的刮痕。在紫外光下照射兩次，每次30秒后，刮痕就被修復了。
特拉華大學的材料工程師Richard Wool說，Weder的方法有一個缺點，它只對薄型的塑料有用，因為只有薄塑料才能讓光滲入。但Weder補充說，他們的研究成果為工程人員提供了依據(jù)，今后他們可能據(jù)此開發(fā)出一種新的塑料復合材料，在里面埋置光纖纜線，可讓光照滲透整個體積。
