亚特兰大佐治亚理工学院的研究人员开发了一种聚合物添加剂系统,该系统可以通过触发自身的解聚而瞬间消失。这项研究于8月26日在加利福尼亚州圣地亚哥举行的美国化学学会全国会议上发表。

显示消失的设备的图像

来源:©Paul Kohl

在阳光下暴露10分钟后,固体聚合物(左)分解并消失(右)

团队,由保罗科尔,其消失设计基于环聚醛,如苯二醛.他解释说,只要破坏这些环状聚合物的数千个链接中的一个,就会立即坍塌成组成它的单体。“只需一次攻击,它就会立即分解。”

科尔指出,问题在于它们的稳定性。科尔解释说:“典型的聚合物在室温下是稳定的,但这些[聚醛]必须在非常低的温度下合成,因为它们在室温下基本上是不稳定的。”然而,通过以非常纯的形式制造聚合物,该团队能够使它们在室温下稳定。

然后,研究人员开发了可以传递自毁提示的添加剂。该触发器是一种光催化剂,它对紫外光或可见光波长作出反应,并启动键断裂攻击,导致整个材料的快速解聚。

该团队已经成功地证明,通过点亮由聚合物制成的设备中的微型LED,可以远程触发这种解聚过程。科尔说:“LED非常薄,当它所在的基板消失时,它就会碎掉。”80°C的热峰值也可以促进解体过程。科尔说:“如果你有一块电池和一个小加热器,你只需要在温暖的温度下让它瞬间消失。”

解聚和蒸发过程可能需要不到一分钟到几个小时的时间,这取决于所使用的技术和设备被触发的时间。该组织还想出了如何将这种自我毁灭设置在一个时间延迟上,这样在特定的几个小时内就不会触发。

当清晨来临的时候就消失了

这种材料已被用于制造小型传感器,该传感器由由聚苯二甲醛制成的印刷电路板组成,并与银或铜纳米颗粒作为导电连接。暴露在光线下,聚合物粘合剂分解,电路板消失。该团队还使用这种材料演示了一种降落伞,在交付和解体之前,它可以运输货物100英里甚至更远。

更大的设备也在试验中。科尔回忆说,去年,一架4.5公斤重、翼展1.8米的滑翔机在夜间从氦气球中起飞,飞行了约50英里,降落在距离目标两英尺的地方。他说:“太阳一升起,它就消失了。”

科尔说,这种材料除了明显的军事用途外,还有许多民用用途。例如,消费品上的临时保护膜或粘合剂,或监测大面积土壤含量的环境传感器。科尔建议说:“你可以在周围散布小型传感器,收集数据……然后触发它们消失。”“它们会消失在相对自然、无毒的物质中。”

科尔指出,必须考虑在这些醛和塑化剂分解之前或之后暴露于它们的问题。他说:“(这种材料)中没有任何过度危险的成分,但所有物质都是化学物质,你应该阅读(材料安全数据表)。”“你必须小心使用它,它不像典型的塑料那么惰性,所以我们会小心地不要和‘平民’有太多接触。”