传统的“自愈”材料有一个典型缺点,就是缺乏弹性,因此局限了它们应用层面,例如穿戴装置,或是运动设备。然而,“弹性”与“自愈”这两种特性在过去通常是无法兼得的,例如一个具备弹性的“自我修复”材料不是无法在断裂后完全复原,就是必须损失一些原来的特性。
不过美国宾州州立大学团队日前开发出来的新材料,却一次满足这两种特性。在示范影片中,这种奈米等级的复合材料,可以让研究人员像一般的塑胶软条般凹折,之后再以剪刀剪断。接着把材料拿到摄式 80 度的环境里等待 30 分钟,这个材料就会重新接合起来,完好如初。即使拿断裂后再自愈的材料去悬挂 200 公克的物体,断面也不会再因此裂开,同时还能继续保有延展性。
主导这项研究的 Qing Wang 教授表示,这项研究最大的挑战在于“让材料回复原来的一整套功能”,例如过往的自愈材料常常在自我休复后虽然能保持原先的绝缘性,却失去导热的能力,使得这些材料不适合在高温下存在,不过这项新材料却免除了这些问题。
此外,这种以硼和硝酸盐化合物构成的材料也具备高度的防水能力,因此能够放在高度潮湿的环境,像是泳池,或是用在穿戴式装置,让用户戴到淋浴间。Qing Wang 表示,这种材料将能应用到许多地方,例如在施工复杂的电路线。
- This self-healing material could solve many wearable woes
(首图来源:Penn State Research)