近日,中國四川大學和美國哈佛大學科學家合作研制出一種“自愈”橡膠,可自行修補損傷,并像天然橡膠一樣強韌。
普通橡膠里的分子由共價鍵相連,共價鍵強度很高,但斷裂后無法恢復。有科學家曾研制的自愈橡膠當斷成兩塊時只要將兩塊破損橡膠輕輕對上,它們就可在室溫條件下,無需加熱或用力擠壓就能重新黏合到一起,但恢復后的橡膠強度較低。
把氫鍵與共價鍵相結合,有可能制造出既強韌又能自愈的橡膠,但這兩種鍵很難共處。研究人員在美國《先進材料》雜志上報告說,他們使用互相交聯的隨機支化聚合物,成功在分子尺度上把氫鍵和共價鍵“綁”在一起。
這種新型橡膠受到拉力時,會出現網狀紋路,形似裂紋但不會完全裂開,保持著一些纖維狀的連接物。網狀紋路能分散拉力,防止材料出現無法修復的嚴重斷裂。拉力消失后,橡膠會恢復原來的形狀,并保留約30%的抗拉強度。
這項技術有著廣泛的應用潛力,例如用于制造可自行修復的輪胎,受損后無須立即更換,有助于降低事故風險。