近日,中國四川大學(xué)和美國哈佛大學(xué)科學(xué)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(fù)。有科學(xué)家曾研制的自愈橡膠當(dāng)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(fù)后的橡膠強度較低。
把氫鍵與共價鍵相結(jié)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(lián)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(xiàn)網(wǎng)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(wǎng)狀紋路能分散拉力,防止材料出現(xiàn)無法修復(fù)的嚴(yán)重斷裂。拉力消失后,橡膠會恢復(fù)原來的形狀,并保留約30%的抗拉強度。
這項技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用潛力,例如用于制造可自行修復(fù)的輪胎,受損后無須立即更換,有助于降低事故風(fēng)險。