自愈橡胶在多次撕裂后仍可保持拉伸

而且它还是可回收的

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谈论从逆境中反弹。一种新型弹性材料只需将断裂的两端压在一起几分钟,即可在同一位置切割和重新连接。法国研究人员表示,这种自愈橡胶即使在被切断五六次,或切割后在台面上放置过夜后,仍能保持弹性。一家化学品制造商已经在努力制造大批量这种材料,用于仍然是假设性的应用,如密封剂和自愈橡皮鸭。

该材料的秘密在于其分子结构,巴黎国家科学研究中心(CNRS)的物理学家路德维克·莱布勒(Ludwik Leibler)说,这就像一盘意大利面,他领导了研究团队。当拉伸时,链条会伸直,但当张力释放时,它们会放松回到其缠结的形状。该小组在《自然》杂志上报告说,结果是一种可以拉伸到其静止长度六倍的橡胶。

自修复的发生是因为每条链都由许多小的植物脂肪分子组成,这些分子通过相对较弱的氢键相互连接以及与远处的邻居连接,氢键也是赋予水分子内聚力的化学键。当材料被切割或撕裂时,断裂的键对彼此保持化学粘性。

 


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莱布勒回忆起他的团队第一次撕裂材料并将撕裂的末端小心地压在一起。“这令人难以置信,因为几秒钟后,你就可以拿起样品,碎片不会散开,”他说。“而且它一次又一次地起作用。”他们称该样品为“奇迹1号”。

研究人员报告说,完全修复需要长达六小时的粘合。他们指出,撕裂的样品可以放置过夜后再进行修复,尽管它不会拉伸那么远,因为一些断裂的键已与其邻居连接。莱布勒补充说,将样品回收成新形状很容易,只需加热它,使键断裂并重新形成即可。

生物化学家贾斯汀·迈纳(Justin Mynar)和相田卓三(Takuzo Aida)在随附该论文的社论中写道,这项演示确实具有“一丝魔力”。他们指出,以前的自愈材料依赖于嵌入式密封剂胶囊,这些胶囊在断裂时打开,然后必须补充,或者需要高温才能重新粘合的聚合物。

莱布勒说,总部位于费城的化学品制造商阿科玛公司(Arkema, Inc.)正在努力扩大合成工艺,“以便人们可以玩耍和梦想它。”他自己的梦想包括自愈玩具、管道密封件和路面,以及可以刺穿和重复使用的塑料医疗袋。

 

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