新材料在紫外线下展现超强自修复能力

南国知心

    最近科学家研究出一种具有自修复能力的材料，只需紫外线照射就能重新长在一起，大大提高了产品的耐用性，也更容易维修。近日出版的德国国际专业杂志《应用化学》对这种材料进行了详细介绍。
    以前开发的自我修复材料中，有些是其中包含有微小的胶囊，当材料遭到损坏时，胶囊会裂开并释放出一种化学作用剂，对材料进行一次性修复；还有的材料是含有一些凝胶物，虽然也能重复地进行自我修复，但修复后的材料强度和稳定性都不如以前。
    现在，美国卡内基·梅隆大学和日本九州大学研究人员合作，共同开发出一种聚合物，经紫外线照射，不仅能多次自我修复，还可让完全分离的碎片重新长在一起。其原理是原子之间能反复地形成共价键，使修复后的材料既强韧又稳定。
    这种新型聚合物材料是由三硫代碳酸盐（trithiocarbonate）交叉连接而成。碳原子和三个硫原子结合在一起，其中的两个硫原子的第二个键位又跟其他碳原子结合，这样形成的整体结构就具有了特殊的性质：在紫外光照射下能够重组。光照会使三硫代碳酸盐中的一个碳—硫键断裂，生成两个根（拥有一个不成对的自由电子的分子）。这种根非常活泼，很容易跟其他的三硫代碳酸盐发生反应形成新的碳—硫键，打破其他分子键同时又产生更多更自由的根。这种链式反应会一直进行，直到两个根再次互相反应才停止。
    实验中，研究人员将聚合材料浸入液体内，或切成大块儿，反应都能顺利进行。将切开的边缘紧密地压在一起，用紫外线照射，边缘处会通过根的重组而长在一起。即使切成小碎片，只要把碎片压在一起进行照射，也能融合成一片完整的材料。由于同一片材料能反复地进行这种自我修复，它也能作为一种新型的可循环利用产品。
    （来源：科技日报）