瓦赫寧根大學(xué)的團(tuán)隊(duì)目前雖以化石原料為基礎(chǔ)，正著力開(kāi)發(fā)更可持續(xù)的生物基版本復(fù)體聚合物。

瓦赫寧根大學(xué)及研究中心的研究人員突破長(zhǎng)期以來(lái)的材料理論，開(kāi)發(fā)出一種全新的“復(fù)體聚合物”（compleximer）材料類(lèi)別。這種琥珀色物質(zhì)實(shí)現(xiàn)了此前被認(rèn)為互斥的特性結(jié)合：既具備塑料般強(qiáng)韌的抗沖擊性，又像玻璃一樣易于重塑和吹制。

挑戰(zhàn)脆性定律

數(shù)十年來(lái)，材料科學(xué)界對(duì)“玻璃態(tài)”材料存在一條嚴(yán)格的經(jīng)驗(yàn)法則：材料熔融速度越慢、加工越容易，其脆性必然越高。然而，賈斯珀·范德古赫特教授及其團(tuán)隊(duì)徹底打破了這一假設(shè)。他們發(fā)現(xiàn)的新材料熔融速度足夠慢，可進(jìn)行精細(xì)塑形，同時(shí)具備足夠韌性——落地時(shí)能彈起而非碎裂。

分子“磁鐵”的物理學(xué)原理

突破關(guān)鍵在于材料在分子層面的結(jié)合方式。傳統(tǒng)塑料依賴(lài)化學(xué)交聯(lián)作為永久“膠水”固定長(zhǎng)分子鏈，而復(fù)體聚合物利用物理吸引力。在新結(jié)構(gòu)中，分子鏈一半帶正電荷，另一半帶負(fù)電荷，正負(fù)電荷如磁鐵般相互吸引，使分子鏈無(wú)需化學(xué)固定即可結(jié)合。

由于這種吸引力作用距離比傳統(tǒng)化學(xué)鍵更長(zhǎng)，分子鏈間留有更多空間。這種分子層面的“呼吸空間”賦予了材料獨(dú)特性能：既能高溫揉捏吹塑，又能保持吸收沖擊的結(jié)構(gòu)。與離子液體等帶電材料對(duì)比時(shí)，這一發(fā)現(xiàn)尤為令人驚訝，表明帶電物質(zhì)可能呈現(xiàn)科學(xué)家剛剛開(kāi)始探索的全新行為模式。

范德古赫特教授表示：“現(xiàn)階段最讓我興奮的是，帶電材料的表現(xiàn)可能完全顛覆我們的預(yù)期?！?/p>

“吹風(fēng)機(jī)修復(fù)術(shù)”與可持續(xù)未來(lái)

這種“不可能”材料對(duì)消費(fèi)品領(lǐng)域具有重要前景。由于分子鏈通過(guò)物理作用結(jié)合，材料具備自愈特性。若復(fù)體聚合物屋頂板或花園家具出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫，僅需用吹風(fēng)機(jī)加熱裂縫處并按壓，分子磁鐵即可重新結(jié)合。

化石塑料的綠色替代方案

盡管當(dāng)前版本基于化石原料，瓦赫寧根團(tuán)隊(duì)已著眼可持續(xù)發(fā)展?？沙掷m(xù)塑料技術(shù)高級(jí)研究員沃特·波斯特強(qiáng)調(diào)，這項(xiàng)工作為塑料設(shè)計(jì)開(kāi)辟了新方向——不僅更易修復(fù)，還可能實(shí)現(xiàn)快速生物降解。“多數(shù)應(yīng)用研究聚焦回收改進(jìn)，而這項(xiàng)工作開(kāi)啟了塑料修復(fù)甚至快速生物降解的大門(mén)?！?/p>

范德古赫特教授表示，未來(lái)幾年將優(yōu)先研發(fā)生物基版本，確保這一科學(xué)里程碑能推動(dòng)全球向可持續(xù)材料轉(zhuǎn)型。

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