可以对多种刺激做出反应的聚合物可以使塑料变形更近一步

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研究小组用反应性聚合物制作了三层光栅

可变形的塑料对外界刺激做出反应,类似于捕蝇草诱捕猎物的方式,以及触摸我的叶子时向内折叠的方式美国研究人员开发的新型聚合物.这项工作可能会导致新型塑料的许多应用,包括智能响应涂料、传感器和控制释放车辆。

聚合物以前被制成可以可逆地改变形状比如光线和温度.现在,斯科特•菲利普斯”美国宾夕法尼亚州立大学的研究小组通过创造一种聚合物Pcl2PA[聚(4,5-二氯眼醛]拓宽了研究范围,这种聚合物可以对多种刺激做出反应,从头到尾进行解聚。

菲利普斯说:“头尾可解聚聚合物领域才刚刚兴起,只有一些聚合物表现出快速和选择性的解聚。”“然而,这种解聚反应对于在这项工作中实现多刺激响应的3D材料至关重要。”

以前对母聚合物聚(邻苯二甲醛)(PPA)的研究表明,它可以连续快速解聚响应特定的应用分子信号2但是它的热不稳定性和对温和酸和碱的高灵敏度阻止了使用热基制造工艺制造3D材料,例如选择性激光烧结(SLS),它使用激光将聚合物颗粒融合在一起。

通过提高他们合成的Pcl2PA的热稳定性,该团队可以用简单的SLS技术制作3D物体。他们能够创造出可解聚的物体,包括那些根据不同的化学刺激以不同方式改变形状和功能的物体。聚合物的解聚是通过对聚合物的功能末端进行封盖来实现的,例如叔丁基二甲基硅醚和烯丙基碳酸酯,它们对特定的信号做出反应。端盖的裂解导致聚合物变得热力学不稳定,导致快速解聚为单体。

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将光栅暴露在不同的化学刺激下会使层有选择性地解聚

“这可能对特殊聚合物很重要,这些聚合物需要在某些致敏物质存在的情况下从链的一端解聚,这可能对二嵌段共聚物或梳状聚合物很重要,在这些聚合物中末端序列可以很容易地去除,”他说韦恩·库克他在澳大利亚莫纳什大学研究反应性聚合物。

但他也指出,选择性聚合物降解和溶解已经是众所周知的解聚过程。“有许多聚合物可以使用3D技术打印,用两种聚合物打印一个结构相当容易,这两种聚合物在不同的环境中对溶解或降解很敏感。”因此,我认为这篇论文的主要意义在于扩大我们对聚合物如何选择性降解的想法,特别是通过解聚,”库克说。