最新研究发现,一种常用于生产燃料电池的聚合物最多可以“记住”4 种不同的形状。这种聚合物可用于从生物医学工程学到空间探索等多个领域。
全氟磺化酸 (PFSA) 是一种能记忆形状的聚合物。聚合物是由很多彼此重复或类似的分子组成的物质。
一种聚合物能记忆形状是因为其化学结构的缘故,使它们能在某些特定的热、磁或湿度条件下记住自己的形状。当下次再处于这种环境时,它们就会变回原来的形状。
近几十年来,形状记忆聚合物以电线绝缘材料或其他工业用途的形式在商业上得到广泛应用。一些还被测试用于医学仪器,譬如说可以在血管内变形、清除堵塞物的支架。美国航天局甚至考虑用形状记忆聚合物做天线,发射上天后展开。
但此前,形状记忆聚合物只能记住两到三种形状,而且必须控制在特定的温度下。
这项研究的主要参与者、通用汽车公司的研究人员谢涛(音)表示,PFSA 和普通的形状记忆聚合物有所不同。它最多能记住包括原始形态在内的 4 种不同的形状。只要设定温度之间的差距足够大,生产商可以按照自己的需要把 4 种形状和温度绑定。
谢用 PFSA 薄膜做实验。实验发现,在加热和冷却过程中,这种物质一共能记起4种形态,仅仅通过改变温度就能让它卷曲、拉长或缩短。
佐治亚理工学院的材料学家肯·高尔说,从科研角度来说,PFSA“并不是一种独一无二的化学物质”。
但他表示,从实际应用的角度来说,人们可以用改变温度的办法来改变 PFSA 的形状,而不必使用特别的化学手段,这一点很重要。这样也能让生产商节约成本。