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2020年4月5日 星期日

死侍(Deadpool)出現了嗎?


作者:蔡東霖

外層皮膚受傷後,會自體修復,最後看起來如常。具有自癒因子(an accelerated healing factor)的死侍(Deadpool)要出現了嗎?




自體修復材料(Self-healing material)自古就是一種很迷人的材料。撇開科幻虛擬故事情節,在真實世界,打從古羅馬時期,就有人使用一種具有自我修復特性的石灰砂漿,稱為「羅馬混凝土(Roman concrete)」。地質學家瑪麗·傑克遜(Marie Jackson)及其同事在2014年研究了羅馬建築(如萬神殿和羅馬競技場),發現這1900年前的材料,到現在仍在對抗裂紋的形成。

最近,挪威科技大學(Norwegian University of Science and Technology)的研究團隊,在期刊「Applied Materials Today」上發表了一種可以快速自我修復的透明塗層(DOI: 10.1016 / j.apmt.2019.100542)。在高緯度國家,物體表面會因為低溫結冰,而導致物體表面產生的裂痕。這個材料主要是要處理修復這種裂痕。

在各種基礎設施上結冰,最終會導致功能表面(例如太陽能電池板,傳感器甚至窗戶)的損壞和破裂。目前能處理這些裂痕的自體修復材料都需要經過特殊處理,並且通常需要高溫,這使得它們無法在許多實際環境中使用,例如太陽能電池板安裝。

所以,這個團隊想要來解決上面提到的難題:開發一種「非常需要機械耐用度且透明的耐冰塗層。」

該材料是一種由 polydimethylsiloxane (PDMS) 和 urea groups 所組成的polydimethylsiloxane-urea (PDU) 塗層。它們的鏈包含不對稱的脂環族鏈段,可促進必要的鏈擴散。研究團隊調整了這些鏈段的分子量,以確保氫鍵結合位點的最佳濃度,從而促進自我修復。另外,urea groups 在塗層中充當動態交聯劑(氫鍵)。這確保了無色透明,並允許塗層中機械損壞區域的自體修復。

該團隊說,當在塗層上做一個小切口以模擬冰的損壞時,該材料可以自我修復,並在室溫下45分鐘內恢復其初始拉伸強度的80%以上。最重要的是,對於許多應用而言,玻璃上的塗層在可見光區域的透光率幾乎達到90%(89.1%),這非常接近未鍍膜的玻璃(91.9%)。


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