对光线、温度及湿度敏感的“可变形”塑料学术资讯

传统塑料制品功能相对单一，“智能塑料”是未来发展趋势。

塑料的成产成本较低，并且能够批量生产。试想，如果传统静态塑料变得更智能，能够响应环境变化（湿度、温度或光线），就可以催生一系列实际应用：让产品保质期更长的智能包装、由环境驱动的塑料机器人，以及能够适应环境变化的智能织物。

phys.org网站当地时间9月25日报道，荷兰埃因霍温理工大学（EUT）化学工程与化学博士Rob Verpaalen研究了基于现有工业加工过程的智能塑料批量生产工艺，并在其博士论文中阐述了相关研究结果。

目前的塑料工业主要以聚乙烯（PE）、聚酰胺6（PA6，尼龙）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）为原料。为了让这些材料具有响应性，生产者往往会在其表面喷涂涂料或混入添加剂。Verpaalen研究了温度和湿度变化对尼龙形状的影响。他指出，材料弯曲只会在湿度升高时发生——这说明材料形变是可编程的。为了将这种简单的弯曲转化为更复杂的形状变化，Verpaalen引入了一种具有螺旋楼梯结构的特殊涂层。通过改变涂层的厚度，材料可由简单弯曲转化为螺旋状形变。

随后，Verpaalen将热塑性PET基材与响应涂层结合，制造了一种可重复编程的、光敏的可变形塑料。这类“双层执行器”反应非常灵敏，能在紫外光和可见光照射下，产生可逆变化或局部变化。在同一执行器下，这种新塑料甚至能展现几种不同的形状变化。

此外，作者还表示，通过在超高分子量聚乙烯中加入独特的偶氮苯分子（含PE侧基），也能开发光敏执行器。在紫外线和可见光的影响下，高度定向的塑料薄膜会像金属执行器那样，产生异常高电压。

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编译：雷鑫宇

审稿：西莫

责编：陈之涵

原文链接：

https://phys.org/news/2020-09-smart-bulk-plastic-reacts-temperature.html