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罗切斯特Univ研究人员创造了新的聚合物

时间:2021-10-07 17:50:13 | 来源:
礼貌:罗切斯特大学由化学工程领导的研究团队由化学工程教授MitchAthamatten在美国罗切斯特大学的美国创造了一种经历一种塑造变化的材料,可以单独触发身体热量,为新医疗和其他应用打开门。 Anthamatten和研究生袁梦开发的材料是一种形状记忆聚合物,可以被编程为保持临时形状,直到它触发 - 通常通过热量 - 返回其原始形状,在其网站上表示。 “调整触发温度只是故事的一部分,”Anthamatten说。“我们还设计了这些材料来存储大量的弹性能量,使它们能够在其形状回收过程中执行更多机械工作”开发新聚合物的关键是如何控制当材料冷却或拉伸时发生的结晶。当材料变形时,聚合物链局部拉伸,并且聚合物的小区段在相同的方向上对齐,在不同的方向上 - 或者称为圆形的微晶,其将材料固定成暂时变形的形状。随着微晶的数量生长,聚合物形状变得越来越稳定,使材料越来越困难恢复到其初始 - 或“永久性”形状。 通过包括分子接头来连接触发温度以连接磷酸盐聚合物股线来实现触发温度的能力。Anthamatten的组发现,连接器抑制 - 但是当材料拉伸时,不停地结晶。通过改变所用链接器的数量和类型,以及它们如何在整个聚合物网络中分布,罗切斯特研究人员能够调整材料的稳定性,并精确地设定触发形状变化的熔点。 将新的聚合物加热到35°C附近的温度,正低于体温导致微晶分裂和材料以恢复其永久形状。 “我们的形状记忆聚合物就像一个橡皮筋,当拉伸时,可以将自身锁定为新形状”。“但简单的触摸导致它回到原来的形状。” 具有精确可调触发温度的聚合物仅是一个目标。同等重要,Anthamatten和他的团队希望材料能够提供大量的机械工作,因为形状转换回其永久形状。因此,他们开始优化它们的聚合物网络以尽可能地存储尽可能多的弹性能量。 “几乎所有形状记忆聚合物的应用都要求材料推动或拉动其周围环境,”Anthamatten说。“然而,研究人员很少测量形状记忆聚合物实际执行的机械工作量。” Anthamatten的形状记忆聚合物能够一千次重量抬起物体。例如,聚合物鞋带的大小 - 重量克的重量 - 可以提升一升苏打水。根据Anthamatten,形状记忆聚合物可以具有各种应用,包括缝合线,人造皮肤,体温辅助医用分配器和自配合服装。(SH)

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