能自愈还能变色新材料或将让科幻走进现实
- 来源：化工仪器网
- 2022/3/17 13:38:41
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科幻电影中经常会有这样的情节：主人公穿着一身朴素的衣服穿梭于不同的场景中，而每当他来到一个新的场景，原本朴素的衣服竟随着环境的差异开始改变颜色及花纹，甚至当衣服被刮破之后，只需要简单的处理便可以愈合如初。而每当这种场景出现的时候，我们也经常会思考一个问题——如果我们也有这样一件衣服，那我们的生活会变成什么样？但如今，这种假设或许可以在现实里被证实。
就在最近，天津大学的封伟教授团队成功研制出了一种具备形状记忆和自愈功能，并且可以实现变色的新型智能材料——智能变色液晶高分子薄膜(以下简称：变色薄膜)。
据悉，这种薄膜借鉴了变色龙的变色逻辑。变色龙处于平静状态时其细胞层内部的纳米晶体的排列是紧密的，可以特异性地反射短波长的可见光，但当它面临危险时，它可以主动的控制细胞层内部的纳米晶体排列结构，改变其疏密程度，从而实现控制特定波长区间的光来进行发射，从而实现变色的目的。
这种变色薄膜则是通过将动态共价键分子与液晶单体混合，并借助溶剂挥发的方法使其中的液晶单体分子形成周期排列的胆甾相液晶结构，并通过光照聚合将厚度控制在200微米。在周期排列的液晶分子影响下，使用者只需要通过合理的拉伸变色薄膜，便可以实现人为控制反射颜色的目的，从而达到在可见光谱范围内动态调节变色薄膜颜色的效果。并且由于引入了动态共价键分子，因此材料具备了温感记忆的能力，这也使得变色薄膜加工成不同的产品后，温度也可以作为其转换颜色的一种方式。
此外，动态共价键在遇到水分子时会断裂，但是水分子挥发后又会重新链接起来，这也就间接的帮助变色薄膜实现了自愈的可能——当材料出现破损后，对准位置并用水进行简单的粘和便可以在确保强度的同时让其恢复完整。
当然，和大多数刚刚研制成功的新材料一样，这种变色薄膜目前还是实验室阶段，暂时不具备实用价值，甚至在功能性上还有许多需要改进的地方，例如如何实现更加细腻均匀的变色？如何大面积地进行加工？如何降低生产的难度以及成本？不过可以确定的一点是，会变色、有记忆、能自愈这三个要素赋予了其非常多的可能，也将成为变色薄膜未来技术进一步发展的重要方向。而作为普通人，我们可以期待的是，这种材料商品化，并进入我们生活的那一天。
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