与其扔掉破了的靴子或玩具,为什么不让它们自我修复呢?美国南加州大学维泰尔比工学院的研究职员研发出的3D打印橡胶材料就可以做到这一点。

该学院助理教授王启明(音)与学生以及美国康涅狄格大学助理教授李英(音)互助研发出一种新材料。
这种材料可以迅速制造出来,并能够在断裂或刺破时自我修复。
由于制造韶光的缩短以及产品耐用性和寿命的提高,这种材料可能会颠覆鞋类、轮胎、软体机器人乃至是电子产品等行业。

破了的靴子和玩具有救了3D打印橡胶材料可自我修复 汽车知识

这种材料是用3D打印的方法——利用了光聚合浸染——制造的。
这个过程利用光把液体树脂凝固成想要的形状或几何构造。
为使其能够自我修复,他们必须对这种材料背后的化学问题进行更深入的研究。

光聚合浸染是通过与名为硫醇的化学基团的反应实现的。
通过在反应式中加入氧化剂,硫醇转化为另一种名为二硫化物的化学基团。
二硫化物基团能够在分裂时重组,从而带来了自我修复能力。
找到这两种基团之间得当的比例是揭开这些材料独特性子的关键。

王启明阐明说:“在我们逐渐增加氧化剂时,自我修复行为会变强,但光聚合行为会变弱。
这两种行为之间存在竞争。
终极,我们创造了能够同时实现高度自我修复和较快光聚合的比例。

在短短5秒内,他们就能打印出一个边长为17.5毫米的正方形,并能在20分钟内完玉成部物体,这些物体只需几个小时就能完成自我修复。
在研究报告中,他们在一系列产品上展示了这些材料的能力,包括鞋垫、软体机器人、多相复合股料和电子传感器。

被切成两半后,它在60摄氏度下仅用两个小时就彻底修复,并保持了强度和功能。
只要提高温度就可缩短修复韶光。