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能自愈還能變色 新材料或將讓科幻走進現(xiàn)實
2022年03月15日 11:45:27
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點擊量：5774
科幻電影中經常會有這樣的情節(jié)：主人公穿著一身樸素的衣服穿梭于不同的場景中，而每當他來到一個新的場景，原本樸素的衣服竟隨著環(huán)境的差異開始改變顏色及花紋，甚至當衣服被刮破之后，只需要簡單的處理便可以愈合如初。而每當這種場景出現(xiàn)的時候，我們也經常會思考一個問題——如果我們也有這樣一件衣服，那我們的生活會變成什么樣？但如今，這種假設或許可以在現(xiàn)實里被證實。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】科幻電影中經常會有這樣的情節(jié)：主人公穿著一身樸素的衣服穿梭于不同的場景中，而每當他來到一個新的場景，原本樸素的衣服竟隨著環(huán)境的差異開始改變顏色及花紋，甚至當衣服被刮破之后，只需要簡單的處理便可以愈合如初。而每當這種場景出現(xiàn)的時候，我們也經常會思考一個問題——如果我們也有這樣一件衣服，那我們的生活會變成什么樣？但如今，這種假設或許可以在現(xiàn)實里被證實。
就在最近，天津大學的封偉教授團隊成功研制出了一種具備形狀記憶和自愈功能，并且可以實現(xiàn)變色的新型智能材料——智能變色液晶高分子薄膜(以下簡稱：變色薄膜)。
據(jù)悉，這種薄膜借鑒了變色龍的變色邏輯。變色龍?zhí)幱谄届o狀態(tài)時其細胞層內部的納米晶體的排列是緊密的，可以特異性地反射短波長的可見光，但當它面臨危險時，它可以主動的控制細胞層內部的納米晶體排列結構，改變其疏密程度，從而實現(xiàn)控制特定波長區(qū)間的光來進行發(fā)射，從而實現(xiàn)變色的目的。
這種變色薄膜則是通過將動態(tài)共價鍵分子與液晶單體混合，并借助溶劑揮發(fā)的方法使其中的液晶單體分子形成周期排列的膽甾相液晶結構，并通過光照聚合將厚度控制在200微米。在周期排列的液晶分子影響下，使用者只需要通過合理的拉伸變色薄膜，便可以實現(xiàn)人為控制反射顏色的目的，從而達到在可見光譜范圍內動態(tài)調節(jié)變色薄膜顏色的效果。并且由于引入了動態(tài)共價鍵分子，因此材料具備了溫感記憶的能力，這也使得變色薄膜加工成不同的產品后，溫度也可以作為其轉換顏色的一種方式。
此外，動態(tài)共價鍵在遇到水分子時會斷裂，但是水分子揮發(fā)后又會重新鏈接起來，這也就間接的幫助變色薄膜實現(xiàn)了自愈的可能——當材料出現(xiàn)破損后，對準位置并用水進行簡單的粘和便可以在確保強度的同時讓其恢復完整。
當然，和大多數(shù)剛剛研制成功的新材料一樣，這種變色薄膜目前還是實驗室階段，暫時不具備實用價值，甚至在功能性上還有許多需要改進的地方，例如如何實現(xiàn)更加細膩均勻的變色？如何大面積地進行加工？如何降低生產的難度以及成本？不過可以確定的一點是，會變色、有記憶、能自愈這三個要素賦予了其非常多的可能，也將成為變色薄膜未來技術進一步發(fā)展的重要方向。而作為普通人，我們可以期待的是，這種材料商品化，并進入我們生活的那一天。
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