一种可以“自我修复”的“科技塑料”！科学家

文章图片

人类可以发明出自我修复的塑料吗，如果已经老化的塑料可以自我修复那个多好。最近，这方面取得了进展。科学家已经开发出一种新的塑料，可以修复内部的“疲劳” 。这种塑料它在自我修复中会需要一些氧气，比较有意思的是，一旦这种塑料修复完成，它随即还会产生一些“排泄物” 。据说这种新塑料已用于特定产品。
到目前为止，我们日常生活中使用的塑料容易老化，产品寿命短。抗老化材料的制造一直是科学家们追求的目标。就塑料而言，尽管已经做了许多改进，但目前使用的塑料寿命最多为10年。研究者们相信，假如塑料材料的自我修复功能一旦成功，它也许可以对未来的材料产生比较甚远的影响。
塑料强度的秘密
世界塑料可分为三大类：通用塑料、工程塑料和超级工程塑料。一般塑料包括聚苯乙烯、聚乙烯和氯乙烯，用于制造日用品，使用寿命为5~6年。工程塑料包括聚碳酸酯、聚酰胺和聚甲醛，通常用于制造汽车零部件、电气和电子产品，价格一般高于普通塑料，使用寿命约10年。超级工程塑料仅用于特殊环境。它们主要用于航空航天产品。它们价格昂贵，使用寿命长达100年。
我们一般使用的普通塑料为什么寿命比较短呢？那是因为普通塑料内部会产生“疲劳现象”那么， “疲劳”是如何发生的呢？
塑料是由碳、氢和氧组成的纤维聚合物。这种聚合物的纤维复杂地复合在一起，这是塑料作为固体的强度。在普通塑料中，每种纤维大约在7个位置进行复合，以确保塑料的安全强度。
塑料的老化是由纤维切割引起的，纤维切割是由太阳紫外线或人们在使用过程中施加的外力引起的。假设七根纤维在中间断裂，一根纤维变成两根纤维。这种反应过程称为塑料的老化。
你可能会有这样的经历：暴露在阳光下的塑料桶装满了水。就在你想提起它的时候，你只听到嘎嘎声，把手被塑料桶打碎了。这种情况可以说是每根纤维都已断裂多次。通常情况下，随着使用时间的延长，塑料会变得更严重。因此，一些紫外线吸收剂被添加到正在加工的产品中以抑制老化，或者产品涂有油以抵抗老化。尽管如此，老龄化仍在继续。
科学家开发的“自愈性塑料”能够自动连接断开的聚合物，以消除老化。其实呢，这并不意味着这种塑料的寿命超长，但是它和普通的塑料相比，其老化的速度相当的慢，使用的寿命也会明显增长。
【一种可以“自我修复”的“科技塑料”！】橡皮膏与修补剂
早在1997年，材料科学家们首次研发了一种“自愈塑料” ，这种材料叫做“聚苯醚” 。成功的关键是开发用于急救的“软膏”和用于伤口治疗的“修复剂” 。修理的原理很简单。首先，假设在一些外部因素的作用下，负责分子结合的电子交错排列，导致聚合物被切断，自由电子出现，并开始老化。因此，预先放置的修复剂接近这个自由电子。在这种材料中，铜元素则起着“修复剂”的作用。起初，铜以2价态存在（缺少2个电子）。当它从断开的部分得到一个电子时，它变成了一价。简单的来说，通过这样的氧化又还原得反应，那些中断的部分就会恢复到原始的状态。在这个时候，氢作为“石膏”是很重要的。为了提供氢气，使聚苯醚具有自愈能力，提前在聚苯醚中设置了“氢气供应商” 。当断裂发生时，氢进入断开部分产生的自由电子进行键合。
如果不对供氢剂进行紧急处理，聚苯醚聚合物中可能会出现“以牙还牙”的现象，因此到处都会产生自由电子链，这可能会造成材料的“伤痕” 。
自我修复不可缺
自愈已经结束，但反应仍在继续。电子变成一价铜，并在大气中继续与氧气氧化。此时，氧得到一个电子，铜返回到价态2 ，并再次获得充当“修复剂”的能力。此外，由反应产生的氧单体和“软膏”的氢离子的组合产生的水作为废物“排出” 。每克聚苯醚修复产生的水量为几百微克。这种修复“应变”系统的定期循环对于自我修复是必不可少的。

一种可以“自我修复”的“科技塑料”！

推荐阅读

如何找寻自我

缝纫机调线器怎么安装平车方法如何

强组词强字组词

火笋鸡翅的做法（增肥食谱）

闺女生日快乐祝福语朋友圈

LV请来潮牌设计师做艺术总监，看中的是啥

老虎豆怎么做好吃老虎豆图片怎样弄来吃

暖气有流水声是什么原因

皮球是什么体

手机怎样开通QQ空间

男生发mua说明 mua是什么意思

手指盖凹陷怎么回事

对自己的生活失去掌控咋调整

小米10s怎么没有月亮模式

我想找个偏僻的地方搞养殖！有没有推荐的地方？

南京养老金认证上门服务怎么申请南京市养老金认证

如何评价猪场阉割猪？

最后一个字是豹的成语

泰山散酒怎么样

猫发情的声音(猫发情的叫声)