美国研究人员研制出一种有“自愈”能力的涂料,只需要阳光照射15到30分钟,上面的划痕就能自动消失无踪。
原理
美国南密西西比大学的马雷克·厄本和比斯瓦吉特·古什共同发明这种智能聚合物涂料。涂料中添加了从虾蟹壳中提取的壳聚糖和环状分子环氧丙烷。
一旦涂层表面被划,就会使环氧丙烷的环状结构断裂,暴露出易产生化学反应的两个末端。当阳光照射涂料时,紫外线会让涂料中的壳聚糖活跃,与环氧丙烷断裂的末端互相吸引,结合在一起,从而修复断裂的环状结构。
厄本在《科学》杂志上发表文章说:“理想的车漆可以在汽车行驶时自动修复,……因为这种交叉结合反应对湿度并不敏感,因此无论干燥还是潮湿天气都不会影响修复进程。”
他介绍,修复速度只与光照有关。阳光充足条件下,涂料自我修复速度是在阴霾天气下的3到4倍。
应用
受到皮肤自愈能力启发,几个世纪以来,科学家一直致力于研究能自我修复的材料并取得一定进展。例如,人们研发出由纳米粒子组成的材料,这种材料表面磨损后,纳米粒子就会“流血”,填补磨损空隙。
不过到目前为止,这些材料大都结构复杂、造价不菲。厄本说,他们研制的这种涂料不同,既简单又便宜。
厄本说,这种涂料除了用作车漆外,还可以喷涂其他容易被划伤的物体,比如光碟、太阳镜、音乐播放器屏幕、手袋、鞋甚至家具。另外,它还可以用于医疗器械,防止器械上的划痕成为滋生细菌的“温床”。
“这种涂料的使用范围非常广,”他说,“基本可以喷涂在一切物体暴露在外的表面上。”
前景
厄本说,这种涂料仍处于试验室研究阶段,预计五年内可以规模化生产、投入市场销售。
不过,厄本也说,目前涂料只有一次自我修复能力,如果同一个部位再度划伤,就只能靠人工修理才能恢复原本面貌。
英国《泰晤士报》网站13日引述布拉德福德大学的豪厄尔·爱德华的评价报道:“虽然发明者自己承认这种涂料只能自我修复一次,但是它在修复汽车配件方面仍然有广阔应用前景,这些汽车配件表面大都喷涂聚氨酯涂料,很容易被划伤。”