研究化学家珍妮特·加西亚在她最近使用过的烧瓶中发现一块糖果大小的白色物质时,她不知道自己创造了什么。这种物质牢固地粘在玻璃上,所以她用锤子将其敲下来。但是当她用锤子敲击这种材料本身时,它却拒绝破裂。“当我意识到它的强度有多高时,我就知道我需要弄清楚我制造了什么,”加西亚说。
加西亚是IBM Research–Almaden的科学家,她请了几位同事帮忙解开这个谜题。他们发现她偶然发现了一个新的热固性聚合物家族,这是一种非常坚固的塑料,用于从智能手机到飞机机翼的各种产品中。热固性塑料约占全球每年聚合物产量的三分之一,但它们难以回收。加西亚的新材料,昵称“泰坦”,是首个被发现的可回收、工业强度的热固性塑料。
与几乎拒绝被重塑的传统热固性塑料不同,这种新型聚合物可以通过化学反应进行再加工。加西亚和她的同事在5月份的《科学》杂志上报告了他们的发现。
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全球对耐用、可回收塑料的需求预计将很快增加。例如,到2015年,欧洲和日本都将要求在那里生产的汽车零部件95%可回收。“这是一个完美的材料例子,可以满足这一要求,”加西亚说。但她认为,这种新型热固性塑料最终也可能扩展到一系列应用领域——防腐和抗菌涂层、药物输送、粘合剂、3D打印、水净化等等。
“泰坦”还带来了一个额外的好处。加西亚和她的同事发现了这种材料的第二种形式——一种自愈、凝胶状的物质,他们称之为“水凝胶”,它在较低温度下形成。“如果你把它切成两半,然后再放回一起,它会立即形成结合,”加西亚说。她指出,它可以作为粘合剂或自愈涂料使用。其他相关的化合物可能会随之而来。“这不仅仅是一种新型聚合物,而是一种新型聚合物形成反应。”加西亚说。
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