為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，由美國伊利諾伊大學(xué)厄本那—香檳分校的化學(xué)家Jeffrey Moore和材料科學(xué)家Nancy Sottos領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，嘗試著讓聚合物具有感知并響應(yīng)機(jī)械壓力的能力。
兩年前，該研究小組的一些成員發(fā)現(xiàn)，他們能夠在聚合物鏈的中央放入一個小環(huán)狀的分子——研究人員將其稱為mechanophores。作為對機(jī)械壓力的響應(yīng)，這些小環(huán)在斷裂后能夠改變聚合物的顏色。但是mechanophores僅僅在這些聚合物處于溶液狀態(tài)時才會起作用——此時研究人員向它們施以高能超聲波重壓。
在當(dāng)前的研究中，Moore、Sottos和他們的同事希望搞清相同的變化是否也會在固體塑料中實現(xiàn)。然而讓人擔(dān)心的是，極端的壓力是否會導(dǎo)致塑料在任意位置的斷裂。假如這樣的話，mechanophore通常不會發(fā)生變化，進(jìn)而也就不會出現(xiàn)塑料顏色的變化。最終，研究人員在5月7日出版的《自然》雜志上報告說，mechanophore在固體塑料中的表現(xiàn)和他們預(yù)期的一樣。
這種能夠變化顏色的聚合物基本上可以用來涂在從橋梁到機(jī)翼的任何物體的表面，從而能夠在關(guān)鍵構(gòu)造接近崩潰之前引起工程師的注意。應(yīng)用相同的策略還可以設(shè)計出一系列具有不同功能的多種類的mechanophores，例如引發(fā)一種自我治愈的化學(xué)反應(yīng)，以及將它們嵌入到聚合物分子中。Sottos表示：“這一發(fā)現(xiàn)讓人感到興奮，同時這也是一種普適的方法！
美國奧斯汀市得克薩斯大學(xué)的化學(xué)家Chris Bielawski表示，這里有大量的應(yīng)用正在等待機(jī)械響應(yīng)聚合物的問世。首先，當(dāng)一些材料——例如金屬和混凝土——開始失效時，它們會表現(xiàn)出應(yīng)力疲勞的典型特征，如小裂縫。然而塑料在垮掉之前則很少有什么征兆。而新的變化顏色的聚合物則使得對不適當(dāng)?shù)膲毫δ軌蜃鞒鲰憫?yīng)的塑料的誕生成為了可能。Bielawski說，這項新的工作“讓很多人張大了嘴巴，并且充滿了希望”。
（科學(xué)網(wǎng)：群芳 譯自www.science.com）
- 化學(xué)所陳傳峰、韓瑩團(tuán)隊 Angew：基于杯[3]二氫吖啶與受體鍵連聚合物超分子TADF材料的構(gòu)筑及在痕量苯快速可視化檢測中的應(yīng)用 2025-05-15
- 西安交大張志成教授、高登峰教授 AFM：自由體積和能帶結(jié)構(gòu)協(xié)同調(diào)控助力聚合物電介質(zhì)高儲能性能 2025-05-11
- 浙大潘鵬舉/余承濤團(tuán)隊 Adv. Mater.：基于聚合物熔融-重結(jié)晶構(gòu)筑自硬化形狀記憶材料 2025-05-10
- 濟(jì)南大學(xué)王鵬博士/河北工大孟垂舟教授、張爭艷教授/山大李陽教授 CEJ: 新型透氣疏水抗菌織物壓力傳感器-開啟舒適健康監(jiān)測新篇章 2025-01-26
- 寧波材料所王榮/上海大學(xué)尹靜波/寧波大學(xué)附屬第一醫(yī)院沈毅 Adv. Mater.：植酸誘導(dǎo)模量梯度離子導(dǎo)電水凝膠壓力傳感器 2025-01-20
- 港城大楊凱/Derek Ho Angew：離子選擇性遷移率差分放大器 - 增強(qiáng)水凝膠中的壓力感應(yīng)電壓響應(yīng) 2024-11-20
- KAUST甘巧強(qiáng)教授團(tuán)隊 AFM：熱致變色水凝膠實現(xiàn)智能窗膜 - 車輛降溫10°C，無需額外能耗 2025-03-25
