新型光稳定动态材料在光中变硬,在黑暗中变软

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能够根据环境变化而改变其特性的材料有望应用于各种各样的领域。一个由科学家组成的国际团队已经成功开发出一种非常创新的新型材料——光稳定动态材料,这种材料能够在特定的光线下变硬,在黑暗中变软。这种新材料可能会很好地应用于3D打印;它可以被用作支持,一旦工作完成就会融化。

光稳定动态材料在光中变硬,在黑暗中变软

光稳定动态材料的创造者属于澳大利亚昆士兰科技大学(QUT)、比利时根特大学和德国卡尔斯鲁厄理工学院,该材料由一种聚合物结构组成,能够在光下改变其结构,然后恢复原状。是什么让这种情况发生?答案就在于研究小组将廉价的化合物融入到这种材料中。这些化合物包括偶联分子噻唑烷二酮和萘(驱蛾剂中常见的成分)。

光稳定动态材料在光中变硬,在黑暗中变软

总的来说,只要暴露在绿色LED光下,这些材料就可以保持固体形态。然而,一旦关掉灯,让材料在黑暗中停留一段时间;化学键开始停止,因此材料变成了一团松软的乱麻。当你把灯重新打开时,这种材料又变硬了。该团队将光线调暗,而不是关闭它,并能够在两个极端之间调整机械性能。

光稳定动态材料在光中变硬,在黑暗中变软

研究人员说:“通常情况下,你会使用不同波长的光、额外的热量或刺激性的化学物质来破坏形成网络结构的聚合物分子链。然而,在这种情况下,我们使用绿色LED灯来稳定网络。破坏网络,使其崩溃和流动的触发因素实际上是最温和的:黑暗。重新打开灯,材料就会重新硬化,并保持其强度和稳定性。”

光稳定动态材料在光中变硬,在黑暗中变软

该团队希望光稳定动态材料将为一类新的材料铺平道路,这种材料可以以独特而有益的方式对光做出反应。QUT的大分子化学家Christopher Barner-Kowollik教授说:“3D打印桥梁之类的东西需要一个支撑支架,在设计打印过程中提供支架的第二种墨水,但当它不再需要时,你可以将其移除。”使用光稳定动态墨水作为支架,你可以在光下进行3D打印,然后关掉灯,让支架墨水流动。”

这项研究发表在《美国化学学会杂志》上。

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