意外發現的新型聚合物

環保聚合物強度足以用於汽車和飛機

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研究化學家珍妮特·加西亞在她最近使用過的燒瓶中發現一塊糖果大小的白色物質時,她不知道自己創造了什麼。這種物質牢固地粘在玻璃上,所以她用錘子將其敲下來。但是當她用錘子敲擊這種材料本身時,它卻拒絕破裂。“當我意識到它的強度有多高時,我就知道我需要弄清楚我製造了什麼,”加西亞說。

加西亞是IBM Research–Almaden的科學家,她請了幾位同事幫忙解開這個謎題。他們發現她偶然發現了一個新的熱固性聚合物家族,這是一種非常堅固的塑膠,用於從智慧手機到飛機機翼的各種產品中。熱固性塑膠約佔全球每年聚合物產量的三分之一,但它們難以回收。加西亞的新材料,暱稱“泰坦”,是首個被發現的可回收、工業強度的熱固性塑膠。

與幾乎拒絕被重塑的傳統熱固性塑膠不同,這種新型聚合物可以透過化學反應進行再加工。加西亞和她的同事在5月份的《科學》雜誌上報告了他們的發現。


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全球對耐用、可回收塑膠的需求預計將很快增加。例如,到2015年,歐洲和日本都將要求在那裡生產的汽車零部件95%可回收。“這是一個完美的材料例子,可以滿足這一要求,”加西亞說。但她認為,這種新型熱固性塑膠最終也可能擴充套件到一系列應用領域——防腐和抗菌塗層、藥物輸送、粘合劑、3D列印、水淨化等等。

“泰坦”還帶來了一個額外的好處。加西亞和她的同事發現了這種材料的第二種形式——一種自愈、凝膠狀的物質,他們稱之為“水凝膠”,它在較低溫度下形成。“如果你把它切成兩半,然後再放回一起,它會立即形成結合,”加西亞說。她指出,它可以作為粘合劑或自愈塗料使用。其他相關的化合物可能會隨之而來。“這不僅僅是一種新型聚合物,而是一種新型聚合物形成反應。”加西亞說。

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