新型自修复材料
自修复功能的超分子凝胶具有形变大、恢复时间短的特性,展现了优越的材料应用前景。
凝胶是一种特殊的分散体系,在这个体系中,胶体粒子或高分子互相连接,形成空间网状结构,在结构空隙中则充满了作为分散介质的液体或气体。超分子凝胶,则是胶体粒子通过非共价作用形成缠结,然后包裹溶剂分子形成的凝胶。
科研人员在世界上制备出了两种不同的超分子凝胶,且制备过程简单,其自修复性能极其优异,甚至能在10000%的形变下进行快速自修复。
对于该超分子凝胶的制备方法,
研究采用了两种不同的小分子交联剂,交联侧链含有双苯并―24―冠―8的共聚物,得到了两种不同的超分子凝胶。这种超分子凝胶内部形成了一种特殊的“轴―环”穿入结构,当受到外部刺激,轴和环穿入的构型会受到破坏,但是由于其组装的稳定性,经过一段时间,它们会自己再形成穿入构型。
实验显示,这些超分子凝胶在被“拉长”100倍的情况下,可以于60秒内完全恢复高分子弹性和黏性性质,三四分钟实现形态的完整修复。
业内专家表示,正因为这种能够“自修复”的神奇特性,使得该超分子凝胶具有广阔的应用前景,如作为可自修复的智能材料,应用于汽车涂层,以及一些航空航天材料、仿生材料的骨架等领域。