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        研究人員創(chuàng)造出獨(dú)特的形狀記憶聚合物
        
			
        
				2019-10-24 10:26:31
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        羅徹斯特大學(xué)的一組科學(xué)家創(chuàng)造了一種高分子材料，這種高分子材料的形狀會(huì)因體溫而觸發(fā)變化。
        

        形狀記憶聚合物是可以變形并暫時(shí)固定為彈性應(yīng)變的非平衡形狀的聚合物網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)結(jié)構(gòu)扭曲的聚合物鏈之間的強(qiáng)分子間相互作用克服了鏈的熵恢復(fù)力時(shí)，就會(huì)發(fā)生形狀固定。”科學(xué)家在《聚合物科學(xué)雜志》 B部分：聚合物物理學(xué)中的論文中解釋道。
        

        研究人員創(chuàng)造出獨(dú)特的形狀記憶聚合物
        

        這些聚合物“正在發(fā)現(xiàn)各種應(yīng)用，特別是在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。實(shí)例包括血塊去除裝置，外科縫合線，透析針，整形外科縫合錨釘和血管支架。這些應(yīng)用要求觸發(fā)溫度應(yīng)接近人體溫度(37攝氏度)。”
        

        羅徹斯特大學(xué)研究小組開發(fā)的材料不僅可以在暴露于體溫時(shí)改變形狀，而且還可以舉起其自身重量的1000倍。
        

        科學(xué)家說：“例如，一種鞋帶大小的聚合物(重約一克)可以提起一升的蘇打水。”
        

        合著者M(jìn)itch Anthamatten教授解釋說：“我們對(duì)這種材料進(jìn)行了工程設(shè)計(jì)，以存儲(chǔ)大量的彈性能，從而使其在形狀恢復(fù)過程中能夠執(zhí)行更多的機(jī)械工作。”
        

        根據(jù)該團(tuán)隊(duì)的說法，開發(fā)新型形狀記憶聚合物的關(guān)鍵是弄清楚如何控制材料冷卻或拉伸時(shí)發(fā)生的結(jié)晶。
        

        隨著材料變形，聚合物鏈會(huì)局部拉伸，并且聚合物的小片段在稱為微晶的小區(qū)域內(nèi)沿同一方向排列，這些小區(qū)域?qū)⒉牧瞎潭闀簳r(shí)變形的形狀。
        

        隨著微晶數(shù)量的增加，聚合物的形狀變得越來越穩(wěn)定，使得材料恢復(fù)到其初始形狀的難度越來越大。
        

        調(diào)節(jié)觸發(fā)溫度的能力是通過包括連接各個(gè)聚合物鏈的分子接頭實(shí)現(xiàn)的。
        

        Anthamatten教授及其合著者發(fā)現(xiàn)，拉伸材料時(shí)，連接基可抑制(但不會(huì)停止)結(jié)晶。
        

        通過改變所用接頭的數(shù)量和類型，以及它們?cè)谡麄€(gè)聚合物網(wǎng)絡(luò)中的分布方式，科學(xué)家們能夠調(diào)節(jié)材料的穩(wěn)定性，并精確設(shè)定引發(fā)形狀變化的熔點(diǎn)。
        

        將新聚合物加熱到接近體溫以下的35攝氏度左右的溫度，會(huì)導(dǎo)致微晶破裂，并使材料恢復(fù)其永久形狀。
        

        “我們的形狀記憶聚合物就像橡皮筋，在拉伸時(shí)可以將自身鎖定為新形狀。但是簡(jiǎn)單的觸摸會(huì)使它回彈到其原始形狀。” Anthhamatten教授說。
        
			

			
          
        
			
        
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