據(jù)外媒報導，當被拉伸或變形時，形狀記憶聚合物在加熱或光照后會康復到本來的形狀。這些資料在軟體機器人、智能生物醫(yī)學設備和可展開的空間結(jié)構(gòu)方面顯現(xiàn)出了巨大的發(fā)展前景，但直到現(xiàn)在它們還不能存儲足夠的能量。
現(xiàn)在，研究人員在《ACS Central Science》上發(fā)表報告稱，他們現(xiàn)已開發(fā)出了一種形狀記憶聚合物，其存儲的能量幾乎是以往版別的6倍。
形狀記憶聚合物在原始的未變形狀況和次級的變形狀況之間替換。這種變形狀況是經(jīng)過拉伸聚合物而產(chǎn)生的，另外經(jīng)過分子變化如動態(tài)鍵合網(wǎng)絡或應變誘導的結(jié)晶保持在恰當?shù)姆轿唬@些變化在熱或光的作用下會被反轉(zhuǎn)。然后聚合物經(jīng)過開釋儲存的熵能返回到它的初始狀況。但對科學家來說，讓這些聚合物執(zhí)行能量密集型任務一直是一個應戰(zhàn)。Zhenan Bao和他的搭檔想要開發(fā)一種新式的形狀記憶聚合物，這種聚合物能夠伸展到一種安穩(wěn)的、高度伸長的狀況并讓它在返回到原始狀況時開釋出很多的能量。
研究人員將4-、4 ' -methylene bisphenylurea單元引入到聚酯（丙二醇）聚合物主鏈中。在聚合物的初始狀況下，聚合物鏈是雜亂無序的。拉伸導致鏈產(chǎn)生擺放并在尿素基團之間構(gòu)成氫鍵，然后構(gòu)成安穩(wěn)高度伸長狀況的超分子結(jié)構(gòu)。加熱則會導致化學鍵產(chǎn)生開裂，聚合物則會縮短到開始的無序狀況。
現(xiàn)在，研究人員在《ACS Central Science》上發(fā)表報告稱，他們現(xiàn)已開發(fā)出了一種形狀記憶聚合物，其存儲的能量幾乎是以往版別的6倍。
形狀記憶聚合物在原始的未變形狀況和次級的變形狀況之間替換。這種變形狀況是經(jīng)過拉伸聚合物而產(chǎn)生的，另外經(jīng)過分子變化如動態(tài)鍵合網(wǎng)絡或應變誘導的結(jié)晶保持在恰當?shù)姆轿唬@些變化在熱或光的作用下會被反轉(zhuǎn)。然后聚合物經(jīng)過開釋儲存的熵能返回到它的初始狀況。但對科學家來說，讓這些聚合物執(zhí)行能量密集型任務一直是一個應戰(zhàn)。Zhenan Bao和他的搭檔想要開發(fā)一種新式的形狀記憶聚合物，這種聚合物能夠伸展到一種安穩(wěn)的、高度伸長的狀況并讓它在返回到原始狀況時開釋出很多的能量。
研究人員將4-、4 ' -methylene bisphenylurea單元引入到聚酯（丙二醇）聚合物主鏈中。在聚合物的初始狀況下，聚合物鏈是雜亂無序的。拉伸導致鏈產(chǎn)生擺放并在尿素基團之間構(gòu)成氫鍵，然后構(gòu)成安穩(wěn)高度伸長狀況的超分子結(jié)構(gòu)。加熱則會導致化學鍵產(chǎn)生開裂，聚合物則會縮短到開始的無序狀況。
在測試中，該聚合物可拉伸至本來長度的5倍，其可存儲17.9 J/g的能量，幾乎是之前形狀記憶聚合物的6倍。該團隊證明，這種拉伸資料能夠利用這種能量，在加熱的情況下舉起本身分量5000倍的物體。他們還將預先拉伸的聚合物固定在木制人體模型的上臂和下臂上然后制成了人工肌肉。當被加熱時，這種資料會縮短，這使得人體模型在肘部彎曲手臂。研究人員表明，除了它創(chuàng)紀錄的能量密度之外，這種形狀記憶聚合物還很廉價（原資料成本約為每磅11美元）且容易制作。
來源：科普中國網(wǎng)
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