在希腊神话中，在阳光下融化的翅膀是一场悲剧。然而，对于美国军方来说，在阳光下汽化的飞行器可能是一种强大的武器：想象一下一架无人机在秘密地向偏远地区运送物资后消失得无影无踪。
佐治亚理工学院的工程师开发出了一种新型塑料，它可以形成柔韧的薄片和坚固的机械部件——然后在紫外线照射或温度高于 176 华氏度时在几分钟到几小时内消失。之前制造可按命令自毁的塑料的尝试一直难以阻止此类材料在室温下分解。但是佐治亚理工学院团队的新物质可以保持稳定数年，只要它避开阳光。
这些塑料还可以用于制造在收集数据后溶解的环境和医疗传感器，或者在热风枪的帮助下松开的临时粘合剂。“它们非常适合需要立即消失的应用，” 佐治亚理工学院的化学和生物分子工程教授 Paul Kohl 说，他周一在圣地亚哥举行的美国化学学会全国会议上介绍了他的团队的最新研究。
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Kohl 的演讲涵盖了佐治亚理工学院科学家对其材料所做的最新改进，但他的团队多年来一直在研究配方——而且他们不是唯一一个试图制造临时塑料的团队。国防高级研究计划局 (DARPA) 有一个名为“入站、可控、空投、不可回收系统”或 ICARUS 的完整计划，为可能导致开发可消失的空运车辆的研究提供资金，包括佐治亚理工学院的工作。
由聚合物制成的滑翔机机翼在阳光下溶解。图片来源：Paul Kohl
这项任务艰巨。塑料由合成聚合物组成，合成聚合物是较小分子通过超强键连接的长链。将它们恢复到其组成部分需要打破每个键，类似于将项链珠子逐个撕开。由于这个过程会受到湿度、酸度、温度和材料环境中其他因素的影响，因此分解可能需要数月——如果它确实发生的话。“有许多合成塑料会发生某种程度的降解，”Kohl 说，“但这是一个缓慢而痛苦的过程。”
为了制造可以在命令下快速破坏的耐用塑料，Kohl 的团队和其他一些研究人员转向了一种称为聚邻苯二甲醛 (PPHA) 的分子。像所有聚合物一样，当加热到一定温度以上时，这种聚合物会分解成它的组成部分。但是与瓶子和包装中使用的塑料仅在非常高的温度下分解相反，PPHA 在仍低于室温的情况下会分解。这种特性使其易于分解但难以稳定。
为了欺骗 PPHA 变得伪稳定，Kohl 和他的同事将链连接成一个圆圈。“它只从末端向内解聚，”Kohl 说。由于其末端连接在一起，该链不容易分解。“就像剥香蕉一样，”Kohl 解释说。“很难从中间剥。”虽然圆形结构使改性 PPHA 不会在典型室温下分解，但如果一个触发器只剪断一个键，“整个东西会立即解聚并完全分解，”他说。
“他们设计聚合物从一个键断裂解开的方式非常巧妙，”英国伯明翰大学的化学教授 Andrew Dove 说，他没有参与这项新研究。佐治亚理工学院团队通过向环状 PPHA 中添加化学物质汤进一步微调了解开过程。为了在命令下触发聚合物的分解，研究人员混合了一种化合物，该化合物在阳光下会变成酸性，然后攻击 PPHA 键。为了减慢这种降解的速度——从而让简单的飞行器（如滑翔机）有足够的时间完成任务——他们添加了额外的与酸反应并削弱酸的化合物。
然而，即使在其圆形形式下，PPHA 最初也不够稳定以供长期使用。Kohl 和他的同事发现聚合物中的杂质——主要是用于组装 PPHA 链的催化剂三氟化硼的痕迹——是主要原因。通过去除所有此类杂质，他们提高了材料的保质期。“它在室内、室温下应该可以保存 20 年，”Kohl 说。“荧光灯不会打扰它。”
尽管进行了这些改进，但由于其质地相对较脆，因此所得塑料难以使用。但在美国化学学会会议上，Kohl 宣布他和他的同事通过向塑料中添加离子液体（液态盐）解决了这个问题。这样做会以不同的方式改变其机械性能：一种离子液体使塑料坚韧而坚硬，非常适合滑翔机机翼，而另一种离子液体则使其柔软且可折叠以用于其他用途，Kohl 说。
DARPA 已经使用这种塑料制造了轻便、坚固的滑翔机和降落伞。去年 10 月，该机构对其中一种车辆进行了实地测试：晚上从高空气球上空投下，一架滑翔机成功地将一个三磅重的包裹送到了 100 英里外的一个地点。在阳光下照射四个小时后，它消失了，只在地面上留下了一片油污。Kohl 说，在耀眼的午间阳光下，塑料溶解的速度会更快，在某些情况下只需五分钟。
这种新型塑料仍然面临挑战。例如，Dove 强调，光触发降解将限制其用途。“这是一个很棒的想法，”他说，“但我不确定它会转化为消费塑料。”当塑料分解时剩下的东西也很重要。瑞典皇家理工学院的化学家 Ann-Christine Albertsson 指出，没有任何东西会完全消失。“降解产物以及它们如何干扰环境非常重要，”她说。
在这种情况下，剩余的产物——曾经是测试滑翔机的油污——主要由研究人员用于处理聚合物的离子液体组成。这些物质是抗菌化学物质，类似于“医院中用于抗菌湿巾的物质”，Kohl 说。“但是，它们不适合人类食用或接触食品。未来，我们将尝试将其更改为可汽化的。”