在紫外線下能自我修復的聚合物

2011/04/22 |

專欄

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車子的刮痕要怎麼處理？除了重新烤漆，未來或許可以試試這種新的材料。（圖片來源：原文）

自我修復（self-healing）材料是未來的東西，但必定不是在遙遠的未來。舉例來說，NASA就計畫在未來二十年內在飛機機身包覆這種具自我修復性的外殼。美國凱斯西儲大學（Case Western Reserve University）的研究人員，以及他們在美國和瑞士的夥伴，公開了一種會自我修復的聚合物，在紫外線下只要一分鐘，就會恢復原貌。

這個研究的關鍵在於，找到了透過分子交互作用、可以假裝成一個巨大整體的小聚合物。在超分子聚集體的機制下，這些由小分子組成的聚合物，聚集成類聚合物的長鏈，以金屬離子作為某種「分子黏膠」（molecular glue）。而一般聚合物的構成，是由數千個分子藉由強力的分子鍵組成的超長鏈分子。

藉由金屬離子黏著在一起，這些新的聚合物被稱作「金屬—超高分子聚合物」（metallo-supramolecular polymers），在許多方面都像一般的聚合物那樣作用。但是在密集的紫外線光之下，分子黏膠的作用沒有完成，使得這些材料像液體般流動，並且填滿刮擦處或裂開的地方。將紫外線來源移開，分子黏膠又重新作用，重新將聚合物鏈結起來，並再一次地產生固態的外層。

起初的試驗顯示，研究者可以一直刮擦聚合物塗層表面的同個地方，且會在紫外線照射下一再地修復，看不出任何損傷的痕跡。看看下面的影片吧！