新的光稳定的动态材料在光线下硬化,在黑暗中变软

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能够因环境变化而改变其性质的材料对各种应用都有希望。一个由科学家组成的国际团队设法开发了新的且具有创新的材料,轻巧的动态材料,该材料具有在某种光线下变得僵硬并在黑暗中变得柔软的能力。这种新材料很可能会在3D打印中找到其应用;它可以用作一旦完成后可以融化的支持。

光稳定的动态材料在光线上变硬,在黑暗中变软

光稳定的动态材料的创建者属于澳大利亚昆士兰州技术大学(QUT),比利时的根特大学和德国的卡尔斯鲁厄技术研究所,包括一个能够在光线下改变其结构的聚合物结构,然后再恢复。是什么允许发生这种情况?答案在于该团队已纳入材料的廉价化合物。这些化合物包括称为噻唑烷二酮和萘的偶联分子(在飞蛾驱虫剂中发现的一种常见成分)。

光稳定的动态材料在光线上变硬,在黑暗中变软

总体而言,这些材料允许光稳定的动态材料保持固体形式,只要它暴露于绿色的LED光。但是,一旦灯关闭,允许材料在黑暗中呆一段时间;化学键开始停止,因此材料变成了柔软而流鼻涕的混乱。当您重新打开灯时,材料再次变硬。团队使光线变暗,而不是关闭光线,并能够调整两个极端之间的机械性能。

光稳定的动态材料在光线上变硬,在黑暗中变软

研究人员说:“通常,您使用不同的光或其他热量或刺激性化学物质来打破形成网络结构的聚合物分子链。但是,在这种情况下,我们使用了绿色LED灯来稳定网络。破坏网络,使其崩溃并流出的扳机实际上是最温和的:黑暗。重新打开灯并重新固定材料,并保留其强度和稳定性。’

光稳定的动态材料在光线上变硬,在黑暗中变软

该团队希望轻度稳定的动态材料将为可以以独特而有益的方式对光做出反应的新材料铺平道路。Professor Christopher Barner-Kowollik, a macromolecular chemist at QUT, said, ‘What you need to 3D print something like a bridge is a support scaffold, a second ink that provides that scaffold during the printing of the design, but which you can later remove when it is no longer needed. With a light-stabilized dynamic ink used as a scaffold, you could 3D print under light, then switch the light off to let the scaffold ink flow away.’

该研究已发表在《美国化学学会杂志》上。

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