山形大学和大阪大学研究生院(博士三年级)的一组学生通过混合两种聚合物,成功生产出一种非常坚韧的材料,可以自然修复伤口。

 橡胶、塑料、纤维等高分子材料质轻、柔软,相对容易制造,是日常生活中不可缺少的材料。然而,近年来,以废塑料为原料造成的环境污染和资源枯竭成为问题,对高分子材料的增韧和延长寿命提出了要求。

 课题组合成了主体聚合物和客体聚合物两类高分子化合物,并用通用混合装置(行星球磨机)进行混合,使两类聚合物具有较弱的分子间作用力(主体-)。获得了通过客体相互作用结合的超分子材料。此时,发现通过施加更强的混合力,获得的超分子材料变得更强。

 当用这种材料制成涂膜并在表面产生划痕时,划痕会在几秒钟内消失。超分子材料可以像生命一样修复伤口和自我修复,因为主客体相互作用可以在聚合物中的分子之间多次粘附和分离。此外,即使材料完全破碎,通过再次进行混合处理,材料仍可再生并以原来的形式使用,恢复强度。

 本次展示的两种聚合物的混合方法非常简单,极大地促进了超分子材料的实际应用。它可用作机器、电子设备、汽车、飞机和机器人的表面保护涂层。预计超分子材料将普及到社会,通过使高分子材料寿命更长和免维护,它将导致包括环境问题在内的各种社会问题的解决。

纸张信息:【先进材料】通过行星球磨和主客交互实现极快速自修复和可回收的超分子材料

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