塑料“見光變形”應(yīng)用前景廣泛

美國和德國科學(xué)家2005年13日說，他們第一次研制出了能在不同波長光線下改變形狀的塑料，它在工業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域?qū)⒖赡芫哂袕V泛用途。

美國麻省理工學(xué)院和德國ＧＫＳＳ研究中心的這一成果，發(fā)表在2005年14日出版的新一期《自然》雜志上。研究人員介紹說，這一成果的基礎(chǔ)是塑料的形狀記憶效應(yīng)，也就是塑料在一定溫度下發(fā)生有限的變形后，可由加熱的方式使其恢復(fù)到變形前形狀的特性。不過，他們首次使光的波長成為形狀記憶效應(yīng)的發(fā)生條件。研究人員說，他們在聚合物的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)上鑲嵌了一些光敏分子團(tuán)，形成所謂的“分子開關(guān)”。然后，他們以外力拉伸這樣形成的光敏塑料薄膜，同時(shí)使用特定波長的紫外線照射，這使得鑲嵌了光敏分子團(tuán)的聚合物分子網(wǎng)互相交叉粘連起來。


當(dāng)紫外線消失后，由于分子網(wǎng)的粘連，塑料會維持在拉伸狀態(tài)，但如果用另一種波長的光照射塑料，在原先紫外線下形成的粘連就會破裂，使塑料變回原來的狀態(tài)。研究人員說，除了拉長的狀態(tài)，用上述方法還可以制造其他各種形狀的塑料。比如，用兩層光敏薄膜合成的塑料，當(dāng)一面在特定波長的光照射和外力下發(fā)生變形，而另一面仍然保持彈性，那么塑料就可以變成弧形甚至螺旋形，而這種弧形塑料在光信號照射下還能恢復(fù)成直的。

參與研究的麻省理工學(xué)院教授羅伯特·蘭格強(qiáng)調(diào)，光敏塑料在工程、制造業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。比如在不開胸的心血管手術(shù)中，可以將它制成塑料線探入血管，再用光纖傳送一個(gè)特定波長的觸發(fā)信號，塑料線會“搖身一變”成為螺旋形，就可以撐大血管內(nèi)徑。目前，科學(xué)家已開始研究新制成的上述塑料的應(yīng)用前景。