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新型可变形材料可以通过编程在指定时间内变为预定形状
来源: | 作者: | 发布时间:2016-9-30 11:25:18
北卡罗来纳大学教堂山分校和阿克伦大学的研究人员发明了一种使可变形材料在预定时间变形至预定形态的方法。该研究近期刊登在《自然通讯》杂志上。
在特定情况下改变形状的新型材料具有非常广泛的应用前景,如空间结构、用于人体内部输送药物或健康监测的微结构等。然而直到现在,这种可变形材料仍然是通过响应如热、光甚至pH值等外界条件的变化而改变形状。而在本项研究中,成功开发出在程序设定时间内改变初始形状的新材料。
新材料由类似人体软骨的水凝胶聚合物组成,材料含有两种不同形式的化学键——动态化学键和永久化学键。动态化学键用来改变材料状态,而永久化学键用来保持材料变形后的状态。在材料折叠中储存的能量是最终驱动材料变形的动力来源。通过控制动态化学键的位置、强度和数量来实现对材料的“编程”。该研究可以控制新材料在数秒钟、数分钟和数小时内发生变形。
研究小组将新材料制成了一支花朵,可以控制其像自然界中的花一样,不同的部分随着时间逐渐“开放”。该研究为人体药物定向输送提供了新方法,通过新材料可以将药在送至指定所需位置的时候发生变形,以释放药物。