科学家开发光激活的“智能塑料” 可用于柔性电子产品和机器人
2022-10-20 来源:cnBeta.COM
据New Atlas报道，塑料可以是硬的，也可以是软的，但塑料可以同时具有这两种特性吗？得克萨斯大学奥斯汀分校的科学家们一直在探索这个问题，并生产出一种首创的材料，这种材料在某些部分是柔韧的，而在其他部分是坚硬的，他们认为有一天这种材料会被用于柔性电子产品和机器人。
在开发这种新型材料时，科学家们从天然材料中获得了灵感，这些材料在某些地方是刚性的，而在其他地方则是柔软和有弹性的。皮肤、肌肉、树木和贝类是该团队提供的几个例子，但是创造出混合强度和灵活性的合成版本是很困难的。以前的方法包括将不同的材料混合在一起，但这有其缺点，成品往往在接缝处散开。
研究人员声称，在材料科学的这一分支中，一种新型的类似塑料的材料取得了突破。作为一个起点，化学家们使用了单体，即聚集在一起形成聚合物的小分子。在这种情况下，聚合物与常用塑料中的聚合物非常相似，但有一两个特殊的技巧。
在测试了十几种候选材料后，科学家们发现了一种催化剂，它可以被整合到单体中，使它们对可见光产生反应，用廉价的蓝色LED来传递。这产生了创造一种半结晶聚合物的效果，其属性类似于橡胶，形成一种坚硬的材料。同时，没有暴露在光线下的区域仍然是柔软和有弹性的。
“这是同类材料中的第一种，”化学助理教授和论文的通讯作者Zachariah Page说。“通过应用光来控制结晶，并因此控制材料的物理特性的能力，对于可穿戴电子设备或软体机器人的执行器来说，可能是一种变革。”
研究人员称，这种类似塑料的材料的韧性是天然橡胶的10倍，但在不同区域具有不同的物理特性。科学家们想象他们的创造有广泛的应用，包括固定可穿戴技术或医疗设备中的电子元件，以及改善机器人的强度和灵活性。
研究第一作者Adrian Rylski说：“我们期待着探索应用这种化学方法来制造包含软硬成分的3D物体。”
这项研究发表在《科学》杂志上。
