山形大學的一組和大阪大學研究生院的研究生(博士三年級)成功地生產了一種非常堅韌的材料,可以通過混合兩種聚合物來自然修復傷口。
橡膠、塑料、纖維等高分子材料質輕、柔軟,製造相對容易,是日常生活中不可缺少的材料。然而,近年來,由於廢塑料造成的環境污染和作為原料的資源枯竭已成為問題,需要對高分子材料進行增韌和延長壽命。
課題組合成了主體聚合物和客體聚合物兩類高分子化合物,並用通用的混合裝置(行星球磨機)進行混合,使兩類聚合物分子間作用力較弱(主體-)。獲得了通過客體相互作用結合的超分子材料)。此時發現,通過賦予更強的混合力,得到的超分子材料變得更強。
當用這種材料製成塗膜並在表面產生划痕時,划痕會在幾秒鐘內消失。超分子材料可以像生命一樣修復傷口和自我修復,因為主客體相互作用可以在聚合物中的分子之間多次粘附和分離。此外,即使材料完全破碎,通過再次進行混合處理,材料可以再生並以原來的形式使用,並恢復強度。
本次展示的兩種聚合物的混合方法非常簡單,極大地促進了超分子材料的實際應用。它可用作機器、電子設備、汽車、飛機和機器人的表面保護塗層。預計超分子材料將向社會普及,通過使高分子材料的壽命更長、免維護,從而解決包括環境問題在內的各種社會問題。