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多形状记忆材料研究进展

编辑:group8  时间:2012-10-30 14:40:34   访问次数:1466

形状记忆材料一种具有刺激-响应功能的智能材料,其在一定外界条件刺激下,可按照预先设计实现自发形状变化,该类材料具有极为广泛的应用前景,如作为手术自动缝合线、航天领域中各种展开设备、手术介入设备、智能开关等等。由于其广泛的应用价值,形状记忆材料已得到了广泛重视,其能记住的形状越多,就能完成更复杂的动作,应用价值就更巨大。但是,目前为止仅有极个别的特殊材料,比如Nafion,实现了4个形状的记忆功能,但由于其结构、记忆机理均不明确,材料本身也不利于加工而难以应用,因此,多形状记忆材料的制备一直是该领域急需解决的关键性问题之一。

最近,罗英武教授课题组首次提出通过高分子链序列结构的精确设计,即可赋予普通聚合物多形状记忆功能。该方法通过活性自由基乳液聚合结合反应进料设计,实现了聚合物分子链序列结构的精确调控,在该项工作中,通过将苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物链序列结构设计成为V型梯度结构,即将该材料转变成一具有多形状记忆功能的智能材料,如下图所示,其在温度的刺激下,按照预先设计实现了一系列自发形状变化。

该方法具有极强的通用性,可根据不同的应用,选取相应的聚合物体系,赋予其多形状记忆功能(目前已实现5形状记忆),解决了多形状记忆材料的制备难题。该项工作已在《Advanced Materials》上报道:A General Approach Towards Thermoplastic Multishape-Memory Polymers via Sequence Structure DesignDOI: 10.1002/adma.201202884,该期刊为材料领域重要期刊之一,2011年影响因子为13.8