“剛柔并濟”新材料可應用于3D打印

室溫下又硬又脆，加熱后又軟又彈，而且“剛”與“柔”可以隨著溫度的變化來回循環(huán)。據(jù)悉，南京大學化學化工學院李承輝副教授團隊研發(fā)出一種“剛柔并濟”的高分子新材料，該研究成果日前發(fā)表在《自然·通訊》雜志上。

李承輝副教授

“這種材料的最大突破點在于解決了機械強度與自修復性能之間的平衡難題。”李承輝介紹，新材料在從室溫到60℃的溫度變化過程中、強度能夠變化200多倍，當溫度高于50℃后，材料的性狀和橡皮泥類似。這種特點得益于新材料優(yōu)異的溫敏性。也就是說材料的性質可以根據(jù)溫度變化而變化，因此研究人員得以通過改變溫度來控制材料的性質。

“在日常生活中我們常常會見到冰的融化、蠟燭熔化等現(xiàn)象，但它們在變化之后會失去原有形狀�！崩畛休x說，而新材料加熱變軟之后仍是固體，可以承受自重，也能自由塑形。

李承輝介紹，新材料之所以具有優(yōu)異的溫敏性是由于存在大量弱配位鍵。研究團隊設計了一種側鏈含有大量羧基的短鏈聚甲基硅氧烷單體，利用它與金屬鋅形成的弱配位鍵交聯(lián)得到力學強度非常高的高分子材料。同時，由于金屬鋅與羧酸之間的配位平衡反應受溫度控制，因此材料具備良好的熱塑性和熱修復性。

新材料有望在醫(yī)用外固定支架和3D打印等領域得到很好的應用。例如，骨折治療所使用的傳統(tǒng)石膏固化時間長達幾個小時，而使用新材料則幾分鐘就可以定型，在使用過程中也方便拆卸和安裝。另外，傳統(tǒng)石膏是一次性的，新材料還可以循環(huán)利用。

來源：科技日報