2021年9月9日Alex Smith评论
形状记忆聚合物通过加热或光照恢复到原来的形状。当它们受到拉伸或变形时就会发生这种情况。这些材料在欧洲杯足球竞彩软机器人、智能生物医学设备和可展开的空间结构方面显示出巨大的潜力。然而，到目前为止，它们还不能储存足够的能量。
由拉伸形状记忆聚合物制成的人造肌肉在加热时收缩，使人体模型的手臂弯曲。图片来源:改编自ACS Central Science 2021, doi.o欧洲杯线上买球rg/10.1021/acscentsci.1c00829。
根据最近发表在ACS中央科学欧洲杯线上买球在美国，研究人员设计了一种形状记忆聚合物，与之前的版本相比，它能存储近6倍的能量。
形状记忆聚合物在原始的未变形状态和次级的变形状态之间移动。这种变形状态是通过拉伸聚合物而形成的，并通过分子的变化而保持在适当的位置，比如动态键合网络或应变诱导的结晶，这些在光或热的帮助下被逆转。
此外，聚合物通过释放储存的熵能恢复到原来的状态。然而，对于研究人员来说，很难让这些聚合物执行能量密集型任务。Zhenan Bao和他的合作者想要设计一种新的形状记忆聚合物，它可以延伸到一种稳定和高度伸长的状态。这使得它能够释放大量的能量，同时又回到原来的状态。
科学家们将4-，4 ' -亚甲基双苯脲单元整合到聚丙二醇聚合物主链中。在聚合物的初始状态下，聚合物链是杂乱无序的。
由于拉伸，链排列，并形成了尿素基团之间的氢键，从而形成了稳定高度伸长状态的超分子结构。加热是键断裂的原因，也是聚合物收缩到最初无序状态的原因。
测试表明，该聚合物能够拉伸到原来长度的5倍，存储高达17.9 J/g的能量，比之前的形状记忆聚合物多了近6倍。研究人员发现，这种可拉伸的材料可以利用这种能量，在加热的情况下举起5000倍于自身重量的物体。
此外，通过将预先拉伸的聚合物固定在木制人体模型的上臂和下臂上，制造出了人造肌肉。这种材料一受热就收缩，使人体模型的手臂在肘部处弯曲。
据研究人员称，这种形状记忆聚合物不仅具有创纪录的能量密度，而且价格低廉(原材料成本约为每磅11美元)，而且制作简单。欧洲杯足球竞彩
研究人员感谢美国国防部、国家科学基金会和美国能源部提供的财政支持。欧洲杯线上买球
期刊引用:
库珀c . B。等．(2021)利用应变诱导超分子纳米结构的高能密度形状记忆聚合物。ACS中央科学欧洲杯线上买球．doi.org/10.1021/acscentsci.1c00829。
来源:https://www.acs.org/