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日本科學(xué)家研制出一種新型塑料,這種塑料在室溫下強(qiáng)度很高,但很容易按要求分解成基本成分。在海水中,它開始分解成海洋生物的食物,更重要的是,它還能自我修復(fù)并記住過去的形狀。無論好壞,塑料在我們的現(xiàn)代世界中無處不在。它的韌性使其成為一種非常有用的材料,可用于從家用物品到汽車零件的各種用途,但同樣的韌性也使其難以分解回收或處理。 在這項(xiàng)新研究中,東京大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)出了一種新型塑料材料,這種材料在回收工廠或自然界中更容易被分解。這種塑料在室溫下強(qiáng)度很高,但只要稍加加熱就能重新塑形和成型。通常情況下,玻璃聚合物比較脆,但研究小組通過添加一種名為聚輪烷的分子改進(jìn)了配方。 最終,這種新型塑料被他們稱為 VPR,與同類材料相比,它具有許多優(yōu)點(diǎn)。在被手術(shù)刀劃傷后,將其加熱到150 °C(302 °F)僅60秒,它就能完全自我修補(bǔ)。當(dāng)它被塑造成起重機(jī)的形狀,然后被壓平時(shí),它可以通過加熱重新折疊成起重機(jī)的形狀。這一切都比其他同類產(chǎn)品快得多。 加熱后,VPR 塑料會(huì)恢復(fù)到原來的形狀--在這種情況下,會(huì)恢復(fù)到折紙鶴的形狀。 VPR 也可以更容易地分解--但只有在不再需要它的時(shí)候。在加熱的同時(shí)使用特定的溶劑,可以破壞其分子鍵,只留下原始成分,隨時(shí)可以制成新的東西。研究小組將這種塑料在海水中浸泡 30 天,證明即使被丟棄到環(huán)境中,它也不會(huì)像其他塑料那樣造成問題。研究小組說,在這段時(shí)間里,它的生物降解率提高了 25%,并釋放出一些分子,這些分子基本上是海洋生物的食物。 該研究的主要作者 Shota Ando 說:"VPR 的抗破損能力是普通環(huán)氧樹脂玻璃聚合物的五倍以上。它的自我修復(fù)速度是普通環(huán)氧樹脂玻璃聚合物的 15 倍,恢復(fù)其原始記憶形狀的速度是普通環(huán)氧樹脂玻璃聚合物的兩倍,化學(xué)回收速度是普通玻璃聚合物的 10 倍。它甚至可以在海洋環(huán)境中安全地進(jìn)行生物降解,這對(duì)這種材料來說是全新的。" 研究小組表示,這種材料可以應(yīng)用于其他塑料已經(jīng)應(yīng)用的各種領(lǐng)域。 安藤說:"舉幾個(gè)例子,道路和橋梁的基礎(chǔ)設(shè)施材料通常由環(huán)氧樹脂與混凝土和碳等化合物混合組成。使用 VPR 后,這些材料將更易于維護(hù),因?yàn)樗鼈儗⒏訄?jiān)固,并可通過加熱進(jìn)行愈合。與傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂不同,這種新材料堅(jiān)硬但可拉伸,因此也有望強(qiáng)力粘合不同硬度和伸長(zhǎng)率的材料,例如汽車制造所需的材料。" 這項(xiàng)研究發(fā)表在《ACS Materials Letters》雜志上。 |