【大纪元3月24日讯】(大纪元记者吴翰林编译报导)新的研究发现,一种用来制造燃料电池的聚合物“聚全氟磺酸”(PFSA),可以“记忆”多达四种不同的形状,并在不同温度下恢复成原本的形状,可降低材料成本。
形状记忆聚合物
据LiveScience.com网站报导,聚合物(polymer)这个字源自希腊文,意思是“很多部分”,它是由无数个由重复的相同或相似化合物经过化学组合而成,一般用于生物医学工程到太空探索等不同领域。由于它的化学结构,使它们能够“记忆”在一定的温度条件下的形状、磁性或湿度。当再次暴露在这种条件下,聚合物会恢复到原先记住的形状。
形状记忆聚合物在数十年前就已用于商业用途,通常应用于绝缘电线和其它工业用途。有人将之用于医疗设备,如血管支架,可改变血管的形状以清除血块。另外也可应用于太空探索的领域,美国国家航空暨太空总署(NASA)已经考虑将形状记忆聚合物用于折叠发射天线的材料,在太空中展开使用。
然而,到目前为止,一般的形状记忆聚合物只能塑成两、三种形状,而且只能在特定温度下操作。
PFSA可“记忆”更多形状
主导这项研究的通用汽车公司(General Motors)科学家谢涛(Tao Xie)表示,聚全氟磺酸(PFSA)和一般的形状记忆聚合物不同。PFSA最多可塑造成四种不同的形状。只要彼此之间的差距温度够大,制造商的可依温度塑造成不同的形状。
谢藉由加热的PFSA的薄膜,达到形状记忆的效果,塑造它的形状,接着进行冷却及再塑造。当加热时材料会恢复到固定的四种形状。到目前为止,谢已经能够透过温度扭转、伸长或缩短条状的PFSA。
在雪城大学(Syracuse University)教授生物医学和化学工程的帕特里‧马瑟(Patrick Mather)说,PFSA的特性与其它已知的形状记忆聚合物类似。
然而,马瑟表示,PFSA可能不符合严格定义下的形状记忆聚合物,因为PFSA着重在重新塑造的循环周期,而一般形状记忆聚合物着重在连续的加热。
无特殊化学要求 可降低成本
乔治亚理工(Georgia Tech)材料科学家肯‧高(Ken Gall)指出,从科学的角度来看,PFSA并不是一种独特的化学材料。对于能使PFSA产生形状记忆属性的方法,加热比其它的化学处理更为重要,这减少业者使用昂贵材料的机会。
高表示,形状记忆属性与处理过程及机械性加热处理的方式有关。
谢涛说,下一步是寻找拥有其它有用属性的形状记忆聚合物,这些属性包括:医疗设备所需的生物相容性,或太空设备所需的抗紫外线辐射等。
他说:“接下来的任务是要扩大到其它大多数材料,或制作出有这些效果的新材料。”
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