塑料“見光變形”應(yīng)用前景廣泛
美國和德國科學(xué)家2005年13日說,他們第一次研制出了能在不同波長光線下改變形狀的塑料,它在工業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域?qū)⒖赡芫哂袕V泛用途。
美國麻省理工學(xué)院和德國GKSS研究中心的這一成果,發(fā)表在2005年14日出版的新一期《自然》雜志上。研究人員介紹說,這一成果的基礎(chǔ)是塑料的形狀記憶效應(yīng),也就是塑料在一定溫度下發(fā)生有限的變形后,可由加熱的方式使其恢復(fù)到變形前形狀的特性。不過,他們首次使光的波長成為形狀記憶效應(yīng)的發(fā)生條件。研究人員說,他們在聚合物的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)上鑲嵌了一些光敏分子團(tuán),形成所謂的“分子開關(guān)”。然后,他們以外力拉伸這樣形成的光敏塑料薄膜,同時(shí)使用特定波長的紫外線照射,這使得鑲嵌了光敏分子團(tuán)的聚合物分子網(wǎng)互相交叉粘連起來。
當(dāng)紫外線消失后,由于分子網(wǎng)的粘連,塑料會(huì)維持在拉伸狀態(tài),但如果用另一種波長的光照射塑料,在原先紫外線下形成的粘連就會(huì)破裂,使塑料變回原來的狀態(tài)。研究人員說,除了拉長的狀態(tài),用上述方法還可以制造其他各種形狀的塑料。比如,用兩層光敏薄膜合成的塑料,當(dāng)一面在特定波長的光照射和外力下發(fā)生變形,而另一面仍然保持彈性,那么塑料就可以變成弧形甚至螺旋形,而這種弧形塑料在光信號(hào)照射下還能恢復(fù)成直的。
參與研究的麻省理工學(xué)院教授羅伯特·蘭格強(qiáng)調(diào),光敏塑料在工程、制造業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。比如在不開胸的心血管手術(shù)中,可以將它制成塑料線探入血管,再用光纖傳送一個(gè)特定波長的觸發(fā)信號(hào),塑料線會(huì)“搖身一變”成為螺旋形,就可以撐大血管內(nèi)徑。目前,科學(xué)家已開始研究新制成的上述塑料的應(yīng)用前景。
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