新型自修复聚合物具有形状记忆功能并可回收利用

德克萨斯 A&M 大学和陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室的研究人员开发了一种新的合成材料系列，其质地从非常柔软到非常坚硬。这种新材料是通过调整单一聚合物的化学性质而制成的。

结果是一种可 3D 打印、自我修复、可回收且在空气中或水下自然粘附的新材料。科学家们说，这组材料的特性可以根据橡胶的柔软度或承重塑料的强度进行微调。材料能够在几秒钟内自我修复，并且可以 3D 打印，使它们非常适合更逼真的假肢和软机器人。

研究人员表示，这种材料还具有广泛的应用，包括飞行器的敏捷平台和未来派的自愈飞机机翼。合成聚合物由长串重复分子基序组成，如链上的珠子。弹性体具有轻微交联的长链，赋予材料橡胶般的品质。

研究人员说，交联还可以通过增加交联的数量来使弹性体更加坚硬。该团队专注于一种称为预聚物的母体聚合物。他们用两种小交联分子——呋喃和马来酰亚胺，用化学方法镶嵌在这种材料上。

当预聚物中这些分子的数量增加时，他们发现它们可以制造出更硬的材料。用这种方法制成的最硬材料比最软材料强 1000 倍。呋喃和马来酰亚胺能够预测可逆化学键的类型，允许它们根据温度点击和松开。在高温下，材料中的分子会变软，而在室温下，材料会变硬以形成交联。未来的研究将尝试通过放大其特性来增加材料的功能。