阳光效果10分钟后,聚合物解聚消失了。
从前,可自行毁掉的聚合物仅仅一个虚拟的概念,但现在研讨人员现已有了开始发展。phys.org网站8月26日报导,研讨人员在2019年秋季美国化学学会(ACS)会议中展现了一种新式聚合物资料。该聚合物满足安稳,能够将传感器等配备输送到敌方疆域,并在完成任务后敏捷消失。现在,这种资料现已被用于制作刚性翼滑翔机和类尼龙降落伞织物,空中传送间隔可达近100英里。在未来,它还有望用于修建和环境传感器范畴。研讨人员Paul Kohl博士说:“这种聚合物和顾客了解的缓慢分化的可生物降解塑料不同,一旦触发了内部机制或遭到太阳照耀,聚合物就会瞬间消失。”聚合物资料是Kohl博士团队为美国国防部开发的军用资料。美国国防部对隐秘布置电子传感器和运载工具很感兴趣,这能够下降被对方发现的概率,并省去设备收回环节。
聚合物分化的关键在于“上限温度”。低于上限温度时,聚合物的构型是安稳的,高于上限温度时,聚合物就会分化成单体。常见聚合物如聚苯乙烯,其上限温度高于环境温度且十分安稳。即便它们被加热到高于上限温度,也需求很长时刻才干彻底分化。这是由于在聚苯乙烯中,很多化学键将单体衔接成为全体,有必要打破一切化学键才干使资料分化。而关于Kohl博士等规划的低上限温度、环状聚合物而言,只需开裂一个化学键,其他化学键就会随之开裂,解聚速度十分快。引导开裂的进程能够由外部或内嵌源激起,也能够在光敏催化剂效果下激活。
多年来,研讨人员一向测验制作出这样的聚合物。但资料在室温下的不安稳性成为需求霸占的最大妨碍之一。后来,Kohl博士的团队发现,假如他们能除掉聚合物组成进程中构成的一切杂质,就能战胜这个问题。此外,他们还发现部分醛类化合物(如邻苯二醛)很简单构成环状聚合物。只需环状聚合物的组成工艺能得到优化,他们就能集中精力处理聚合物的解聚问题。
为此,研讨人员在聚合物中加入了一种光敏剂,它能够吸收光并催化解聚反响。Kohl介绍说,开始的聚合物只对紫外线灵敏,它在室内是安稳的。当它被移到室外,阳光会使其敏捷分化。后来,Kohl团队找到了别的一种添加剂,能够在不同波长的可见光下引发解聚反响——聚合物又具有了在室内分化的可行性。Kohl说:“你走进房间、打开灯,这种聚合物就消失了。”Kohl团队还研讨了怎么推延处理反响。他说:“咱们能够让解聚反响推延发作,这能够让使用者愈加沉着。”现阶段,研讨人员正在测验合适与邻苯二醛共聚的单体,以增强聚合物的功能。
现在,这种“詹姆斯·邦德”资料已被用于军事项目中。但Kohl以为自分化聚合物资料在非军事用处方面也很有潜力。例如,可用于修建资料的暂时黏合剂和可分化环境监测传感器等。这类规划不只环保,还免去了偏远地区的设备收回烦恼。
科界原创 编译:雷鑫宇 审稿:阿淼