形狀記憶材料擁有“記憶”一種或幾種特定形狀的能力,在被外場改變形狀并臨時固定后,可以通過一些刺激回復(fù)到原有的形狀。形狀記憶材料在生物醫(yī)用領(lǐng)域,結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域,紡織領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值,是近年來學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)。高分子熱塑性形狀記憶材料相比其他形狀記憶材料具有可加工,易成型等優(yōu)點(diǎn),但是其長期可使用性不佳以及高應(yīng)變下的可回復(fù)性差等問題一直困擾著研究者。
在國家自然基金(基金號21274160),寧波市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基金(基金號2009B21008)以及寧波市高分子材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金(基金號2010A22001)的支持下,中國科學(xué)院寧波材料所朱錦研究員團(tuán)隊(duì)利用松香基擴(kuò)鏈劑取代了以往的石油基擴(kuò)鏈劑,用植物油基多醇取代石油基多醇,采用分子設(shè)計(jì)的方法,構(gòu)建了分子鏈中強(qiáng)不相容的硬嵌段和軟嵌段,合成了具有超級回復(fù)性的生物基形狀記憶聚氨酯材料(Shape Memory Polyurethane,SMPU)。該材料在應(yīng)變1000%的條件下,可回復(fù)性達(dá)到了96%,并且在重復(fù)拉伸條件下保持了優(yōu)良的形狀記憶效果。其最大形變回復(fù)性達(dá)到了960%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過已報(bào)道中400%的結(jié)果,因此被認(rèn)定為一種新型的超級形狀記憶高分子材料。相關(guān)的結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在英國皇家學(xué)會雜志Journal of Materials Chemistry A (2013, 1(10): 3263-3267.),并已申請保護(hù)性專利。
下一步,研究人員將繼續(xù)從分子設(shè)計(jì)出發(fā),研究分子鏈中硬段與軟段的微觀相互作用,以及該弱相互作用帶來的形貌特征,用高分子化學(xué)和物理結(jié)合的手段繼續(xù)改進(jìn)該材料的性能。向著全生物基形狀記憶材料的目標(biāo)繼續(xù)努力。
在被拉伸800%后,該形狀記憶材料在3分鐘內(nèi)的回復(fù)情況
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