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【環(huán)球速看料】科學(xué)家開發(fā)光激活的“智能塑料” 可用于柔性電子產(chǎn)品和機(jī)器人

時間:2022-10-19 17:42:58 來源: cnBeta.COM



(資料圖片僅供參考)

在開發(fā)這種新型材料時,科學(xué)家們從天然材料中獲得了靈感,這些材料在某些地方是剛性的,而在其他地方則是柔軟和有彈性的。皮膚、肌肉、樹木和貝類是該團(tuán)隊提供的幾個例子,但是創(chuàng)造出混合強(qiáng)度和靈活性的合成版本是很困難的。以前的方法包括將不同的材料混合在一起,但這有其缺點,成品往往在接縫處散開。

研究人員聲稱,在材料科學(xué)的這一分支中,一種新型的類似塑料的材料取得了突破。作為一個起點,化學(xué)家們使用了單體,即聚集在一起形成聚合物的小分子。在這種情況下,聚合物與常用塑料中的聚合物非常相似,但有一兩個特殊的技巧。

在測試了十幾種候選材料后,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種催化劑,它可以被整合到單體中,使它們對可見光產(chǎn)生反應(yīng),用廉價的藍(lán)色LED來傳遞。這產(chǎn)生了創(chuàng)造一種半結(jié)晶聚合物的效果,其屬性類似于橡膠,形成一種堅硬的材料。同時,沒有暴露在光線下的區(qū)域仍然是柔軟和有彈性的。

“這是同類材料中的第一種,”化學(xué)助理教授和論文的通訊作者Zachariah Page說。“通過應(yīng)用光來控制結(jié)晶,并因此控制材料的物理特性的能力,對于可穿戴電子設(shè)備或軟體機(jī)器人的執(zhí)行器來說,可能是一種變革。”

研究人員稱,這種類似塑料的材料的韌性是天然橡膠的10倍,但在不同區(qū)域具有不同的物理特性。科學(xué)家們想象他們的創(chuàng)造有廣泛的應(yīng)用,包括固定可穿戴技術(shù)或醫(yī)療設(shè)備中的電子元件,以及改善機(jī)器人的強(qiáng)度和靈活性。

研究第一作者Adrian Rylski說:“我們期待著探索應(yīng)用這種化學(xué)方法來制造包含軟硬成分的3D物體。”

這項研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。


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