天津大學(xué)團(tuán)隊研發(fā)能愈合的“超級變色皮膚”

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 陳欣然 通訊員 焦德芳）新買的包包可以變換顏色，不小心刮破的衣服能像皮膚一樣愈合，車漆剮蹭后澆點水就嶄新如初……這些科幻電影般的場景即將成為現(xiàn)實。日前，天津大學(xué)封偉教授團(tuán)隊成功研發(fā)新型智能材料，新材料不僅能變色，還有形狀記憶和自愈合功能。該研究得到國家自然科學(xué)基金委資助，已當(dāng)選為國際權(quán)威期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》封面文章。

對于高分子材料科學(xué)家而言，自然界中很多生物所具有的“自適應(yīng)變色偽裝能力”一直是重要的研究方向，仿生自然界生物體的智能變色隱身機制，開發(fā)新型仿生智能變色材料與技術(shù)，對生產(chǎn)生活、國防工業(yè)等領(lǐng)域具有重大意義。同時，很多高分子材料如橡膠、塑料等都是重要的工業(yè)材料，每年磨損消耗巨大，提高先進(jìn)高分子材料的使用壽命能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

天津大學(xué)封偉教授團(tuán)隊受自然界變色龍智能變色機制啟發(fā)，將動態(tài)共價硼酸酯鍵引入主鏈型膽甾相液晶彈性體中，同時利用熱激發(fā)動態(tài)B-O鍵交換特性，實現(xiàn)了變色薄膜的任意顏色和三維形狀可控編程，并且其形狀和顏色能夠通過改變溫度實現(xiàn)可逆調(diào)控，成功研發(fā)新型智能材料——“智能變色液晶高分子薄膜”。這種新材料厚度只有200微米，兼具力致變色、形狀可編程和優(yōu)異的室溫自修復(fù)能力：在被拉伸時可以發(fā)生顏色變化；被切斷后在斷口處加幾滴水，一段時間后材料就能重新愈合，從而具有更長的使用壽命。該材料還擁有“記憶編程”特性，可以被拉伸成任意二維或三維形狀并保持不變，當(dāng)材料加熱到相變溫度以上后，又能恢復(fù)到最初的形狀。

“這項研究提供了一種簡單、通用的方法，為智能仿生變色偽裝材料、自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)和軟體機器人等技術(shù)的發(fā)展開辟了新道路，在服裝、包裝材料等方面也有巨大應(yīng)用潛力。”封偉介紹。