由东京大学的 Takuzo Aida 教授领导的研究小组开发了世界上第一个自愈玻璃。它是第一种可以通过在室温下压制断裂面来修复和再利用的玻璃材料,有望为可持续发展的社会做出贡献。
一些橡胶和凝胶会自我修复。如果两个断裂面相互挤压,它们将被融合并重复使用。在这些自愈材料的组织内,小分子在一维长时间连接的高分子量物质正在积极地热运动。因此,聚合物链相互侵入并缠结在受压的断裂面之间,使与未受损部位无法区分的组织再生。相比之下,构成硬质材料(如玻璃)的聚合物链在热运动中非常缓慢,以至于它们无法重建其破碎前的质地。
这次开发的玻璃是由一种叫做“聚醚硫脲”的高分子材料制成。这种高分子物质被设计为一种中间体,用于合成一种名为“分子胶”的高分子物质,它牢固地粘附在生物分子的表面。在这个过程中,我注意到虽然它们具有坚硬、柔滑的表面,但当断裂面相互挤压时,它们表现出一种特殊的融合特性。当使用能够精确控制温度和压缩应力的设备评估这种材料的修复能力时,在室温下压接数小时后,机械强度恢复到与断裂前相同的值。
我们合成了多种具有自修复结构的高分子物质,并评估了它们的机械强度和修复能力。因此,需要使用相对较短的聚合物链进行高密度氢键交联,并且该结构不会诱导结晶并促进氢键交换。被发现对于实现局部运动和高机械强度很重要。力量。