談論從逆境中反彈。一種新型彈性材料只需將斷裂的兩端壓在一起幾分鐘,即可在同一位置切割和重新連線。法國研究人員表示,這種自愈橡膠即使在被切斷五六次,或切割後在臺面上放置過夜後,仍能保持彈性。一家化學品製造商已經在努力製造大批次這種材料,用於仍然是假設性的應用,如密封劑和自愈橡皮鴨。
該材料的秘密在於其分子結構,巴黎國家科學研究中心(CNRS)的物理學家路德維克·萊布勒(Ludwik Leibler)說,這就像一盤義大利麵,他領導了研究團隊。當拉伸時,鏈條會伸直,但當張力釋放時,它們會放鬆回到其纏結的形狀。該小組在《自然》雜誌上報告說,結果是一種可以拉伸到其靜止長度六倍的橡膠。
自修復的發生是因為每條鏈都由許多小的植物脂肪分子組成,這些分子透過相對較弱的氫鍵相互連線以及與遠處的鄰居連線,氫鍵也是賦予水分子內聚力的化學鍵。當材料被切割或撕裂時,斷裂的鍵對彼此保持化學粘性。
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萊布勒回憶起他的團隊第一次撕裂材料並將撕裂的末端小心地壓在一起。“這令人難以置信,因為幾秒鐘後,你就可以拿起樣品,碎片不會散開,”他說。“而且它一次又一次地起作用。”他們稱該樣品為“奇蹟1號”。
研究人員報告說,完全修復需要長達六小時的粘合。他們指出,撕裂的樣品可以放置過夜後再進行修復,儘管它不會拉伸那麼遠,因為一些斷裂的鍵已與其鄰居連線。萊布勒補充說,將樣品回收成新形狀很容易,只需加熱它,使鍵斷裂並重新形成即可。
生物化學家賈斯汀·邁納(Justin Mynar)和相田卓三(Takuzo Aida)在隨附該論文的社論中寫道,這項演示確實具有“一絲魔力”。他們指出,以前的自愈材料依賴於嵌入式密封劑膠囊,這些膠囊在斷裂時開啟,然後必須補充,或者需要高溫才能重新粘合的聚合物。
萊布勒說,總部位於費城的化學品製造商阿科瑪公司(Arkema, Inc.)正在努力擴大合成工藝,“以便人們可以玩耍和夢想它。”他自己的夢想包括自愈玩具、管道密封件和路面,以及可以刺穿和重複使用的塑膠醫療袋。