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俄罗斯研发出可改变颜色和强度的材料

【所属类目】:科技资讯      【添加时间】:2018-4-18 9:47:38      【关键字】:色彩 强度 材料      【点击】:277      【转载地址】;中国驻俄大使馆

据俄罗斯新闻网报道,俄罗斯国立莫斯科大学的科研团队研发出可在外力作用下改变强度和颜色的材料。相关成果发布在Science科学期刊上。

科研团队研发出的材料属于共聚物,即由若干种聚合物共同构成的材料。与线性共聚物的微观结构相比,该材料的分子像一个带有绒毛手柄的哑铃,并且其中心为具有许多分叉的核,有些像瓶子内部清洗用的瓶刷,科研人员形象地称其为“分子刷”。“分子刷”具有相当的刚度,由其所构成的材料,在自由状态下为弹性体,当受到外力作用发生变形后则马上变得非常坚硬。

这种共聚物材料具有独特的性能:第一,具有分子自装配能力,即材料分子在一定条件下可自行组装,形成特定的多层次结构,且材料的性能可设定;第二,发生自装配过程中,分子首先组合成纳米规格“玻璃球”,由于“玻璃球”间距的原因,使材料具有可见光衍射效应。当绒毛哑铃受到外力作用发生变形后,纳米“玻璃球”的间距发生变化,使材料的衍射条件发生变化,直观体现为材料发生变色,变色的范围可由浅蓝至浅绿,也就是说,材料具有主动伪装功能。这样,研发人员可根据实际需要,特别是根据设计产品的应力变形曲线,在分子层面对此类共聚物在非常宽的强度和颜色指标范围内进行性能“编程”,使所制备材料具有设定的性能指标。

这种新型共聚物材料具有非常广的应用领域,例如,在医疗领域用于制备与活体组织具有强度兼容性的植入体,即植入体与植入部位活体组织的强度-弹性指标相同,在应对外力作用时具有相同的力学反应。

在大自然中,变色龙可根据环境改变自身的颜色,而一些头足类和两栖类动物柔软的皮肤在外力的作用下会马上变得坚硬,科学界把此类(包括生物和人工)系统称之为主动伪装手段。此前,科研人员一直试图研发外力作用下强度可发生变化的材料,然而所研发材料的性能与活体组织相差甚远,至于兼具强度和颜色变化的功能材料,则一直被认为是科研的遥远目标。


责任编辑:吴庆峰
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