液晶是功能高分子材料嗎
新買的包包可以變換顏色，不小心刮破的衣服能像面板一樣癒合，車漆剮蹭後澆點水就嶄新如初……這些科幻電影裡的場景正在成為現實。
日前，天津大學封偉教授團隊成功研發新型智慧材料。這種新材料不僅能變色，還有形狀記憶和自癒合功能。該研究被選為國際期刊《德國應用化學》封面文章。
對於高分子材料科學家而言，自然界中很多生物所具有的“自適應變色偽裝能力”一直是非常重要的研究方向。仿生自然界生物體的智慧變色隱身機制，開發新型仿生智慧變色材料與技術，對生產生活等領域具有重大意義。
同時，很多高分子材料如橡膠、塑膠、塗料、纖維等都是重要的工業材料，每年磨損消耗巨大，提高先進高分子材料的使用壽命能產生巨大的經濟和社會效益。
封偉團隊受自然界變色龍智慧變色機制啟發，將動態共價硼酸酯鍵引入主鏈型膽甾相液晶彈性體中，同時利用熱激發動態B-O鍵交換特性，實現了變色薄膜的任意顏色和三維形狀可控程式設計，並且其形狀和顏色能夠透過改變溫度實現可逆調控，成功研發新型智慧材料——“智慧變色液晶高分子薄膜”。
據介紹，這種新材料厚度只有200微米，兼具力致變色、形狀可程式設計和優異的室溫自修復能力：在被拉伸時可以發生顏色變化；被切斷後在斷口處加幾滴水，一段時間後材料就能重新癒合，從而具有更長的使用壽命。該材料還擁有“記憶程式設計”特性，可以被拉伸成任意二維或三維形狀並保持不變，當材料加熱到相變溫度以上後，又能恢復到最初的形狀。
封偉表示，這項研究提供了一種簡單、通用的方法，為智慧仿生變色偽裝材料、自適應光學系統和軟體機器人等技術的發展開闢了新道路，在服裝、包裝材料等方面也有巨大應用潛力。
文/科技日報記者 陳曦
編輯/範輝