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如果修補撕裂的衣服或修理洩漏的儲物容器像用光照射損壞處一樣容易，會怎麼樣？
我們尚未達到那個階段，但未來這種材料可能成為現實——研究人員現在展示了一種生產光修復聚合物的新方法。在4月21日出版的《自然》雜誌上，來自凱斯西儲大學、美國陸軍研究實驗室和瑞士弗裡堡大學的一個研究小組報告稱，他們創造了在短暫暴露於紫外光下即可自我修復傷口的聚合物。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
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許多材料可以在熱量的幫助下自我修復，熱量使材料液化並使其填充切口、裂縫或間隙。光修復聚合物的工作原理大致相同：紫外光激發材料，使其升溫並暫時液化。當光源關閉時，聚合物冷卻並重新凝固，從而填充其裂縫和劃痕。
弗裡堡大學的研究合著者克里斯托夫·韋德在4月19日的一次電話會議上說：“我們已經證明，透過暴露在燈光下，可以修復此類材料中的切口或劃痕——例如，牙醫用於固化填充物的簡單燈光。”韋德小組的一些實驗材料，包括橡膠聚合物中的鋅或鑭等金屬離子，能夠在光誘導修復後恢復其原有的韌性。
韋德解釋說：“聚合物由組裝在一起的小構建塊組成，‘基本上模擬了正常聚合物的分子結構’。”“我們有帶有粘性端基的小構建塊，這些粘性端基有點像粘在一起。我們透過暴露在光線下修復這些材料，光的作用是解開這些粘性端基並液化材料。”
修復過程相對較快——對於一種實驗性聚合物，兩次各30秒的曝光就完成了修復，該聚合物迅速加熱到220攝氏度並液化。另一組在2009年的一項研究報告了聚氨酯的類似自修復效果，但該效果需要更長時間的紫外線照射。韋德說，研究人員現在正在研究如何從其他波長的光中獲得相同的結果——例如，一種在藍色可見光照射下自我修復的聚合物。
國家科學基金會聚合物專案主任安德魯·洛溫格說：“這是先進材料和對環境做出反應的材料的一個很好的例子。”（這項研究部分由NSF資助。）“因此，現在有一些材料可能具有響應其環境的能力，而不是被動地遭受腐蝕或變得更弱、斷裂、退化等等。”
但是，在實驗室中展示材料的特性與弄清楚如何在實際應用中利用這些特性是不同的——換句話說，我們可能需要等待更長一段時間才能看到那些自修復服裝和儲物容器。“我們的研究實際上是一項基礎研究，”韋德說。“我們真正為開發人員提供了工具箱，希望他們能將此提升到一個新的水平，並使用這個工具箱來開發可以商業化的材料。”
欲瞭解更多資訊，請下載我們關於這項研究的60秒科學播客，“塗層透過相變實現自修復”。
自修復聚合物示意圖由Marc Pauchard為Adolphe Merkle研究所、凱斯西儲大學、美國陸軍研究實驗室提供。