[科普中国]-物体将“治愈”自己？破碎的手机屏幕有救了？

这是一种新的3D 打印凝胶。它可以像活体组织一样愈合，还能通过改变形状适应环境，拥有广阔的应用前景——从修复破碎的手机屏幕到制作迷彩伪装。打破手机或平板电脑屏幕是令人非常恼火的一件事，同时修复它所需要的money也不少。当你的手机或iPad“啪”一声正面朝下摔在地板上时，你是不是后背嗖嗖地冒凉风？你是不是听到了心碎的声音？修复凝胶可让手机屏幕自行修复可能在不远的某一天，昂贵的屏幕维修将会成为过去的事情。这多亏了墨尔本大学的研究人员正在开发的一种自我修复凝胶。它很有可能会用来防止屏幕开裂, 或让开裂的屏幕自动"愈合"。这听起来太神奇了，简直不可思议。但是化学工程专家已经利用3D 打印技术开发出了一种就像活体组织一样切割后可再生的凝胶。amazing！修复凝胶可随时间推移改变形状如果开发成功, 这种以聚合物为基础的材料可谓前景无限，从保护移动设备屏幕到“愈合”汽车内外的划痕。墨尔本工程学院研究员卢克·科纳尔博士说，3D打印机很有可能带来制造业的革命。但直到现在为止，合适的打印材料却很有限。为了改善这一状况，他的团队开发了一种以聚合物为基础的 "墨水"。这种“墨水”可以自我修复，为3D（三维）打印增加了第四维：时间。也就是说，这种材料可以随着时间的推移改变形状。修复凝胶具有类似于牙膏的性质，当对其施压时，它便会像液体一样流动；当压力消除时，它会再次稳定下来，形成固体形状。科纳尔博士解释道：“在打印出来以后，这些物体可以愈合裂缝，甚至是伤口，然后恢复原来的强度。”“这可以使自定义涂层打印成为现实。这样的涂层在破损后可以愈合。它有成为手机涂层的潜力。”“当浸入水等溶剂后，我们开发的这种材料就能够改变形状。这使打印对象可以在打印完成后更改形状。”这被称为4D 打印。由甲基丙烯酸羟乙酯聚合物制成科纳尔博士的团队由博士生米莱娜·纳德哥尼带队,团队成员还包括博士生肖泽云。他们将这项研究已经发表在发表在英国皇家化学学会的《分子系统设计和工程》杂志上。他们的报告解释说：“它们像生物组织一样具有自我修复能力，能够修复裂痕，恢复功能。这种独特的属性使它具有延长产品寿命的能力。在这之前，机械故障往往限制了产品的使用寿命。”愈合过程以动态共价键为基础。科纳尔博士解释说：“这意味着我们可以形成、打破和重组化学键。当我们能够以受控和触发的方式进行操作时，我们就可以操纵打印对象的属性了。”像牙膏一样的利用3D技术打印出来的凝胶, 在受到适当的刺激，比如湿度时，可以自我修复。科纳尔博士说，这种凝胶是由一种被称为“玻利”（甲基丙烯酸羟乙酯）的聚合物制成的。同时，它也被广泛用于制作不同类型的隐形眼镜，其特殊的再生性质使其不仅适用于手机，还能适用于其他任何可能受到应力的物体，如汽车表面。他说：“我们已经在这种聚合物中注入了可以和它起反应的化学物质。这意味着它可以强化凝胶。但在一种刺激（例如酸度的变化）下，我们又可以削弱它。通过将这个过程逆向进行，我们就可以修复材料中的裂纹。修复凝胶仍面临着一些巨大的挑战修复凝胶的终极目标是为易损的高端产品开发选择性作用涂层，如手机、手持设备和受到剐蹭后可自我修复的汽车喷漆。这些可自我修复的“智能”产品也可以在相应的化学环境下改变形状，由此受到第四维“时间”的影响。科纳尔博士说，手机屏幕业可以用这种特别的凝胶制成。如果屏幕碎了，稍微加热加湿即可激发其自我修复的属性。他说：“我们首先会面临一些挑战，特别是在手机的交互界面，我们需要将它与触摸功能结合起来，进行重新整合。不过，可以自我愈合的非交互式屏幕或电话在未来是绝对可行的。”新型3D打印材料潜力巨大下一步是研究如何提高材料的强度和灵活性，甚至变色能力。这就为开发变色技术带来了可能性，如迷彩伪装。科纳尔博士说：“我们正在努力开发适应性伪装材料。我们的目标是开发出一种可以用于3D打印机的墨水。这样的话，在偏远地区作战的士兵就可以打印这些可改变颜色的材料，融入周围的环境。”“这种3D打印能力意味着士兵可以在行军时携带较少的材料，在特定的地点按需打印。”另一个想法是，开发出一种供潜艇官兵按需3D打印配件的材料。这样就不需要在船上储备几十种不同的零件了。其可能性真是永无止境。科纳尔博士说：“开发适用于3D打印的材料有巨大的潜力。这是一个令人激动和发展迅速的领域。”尽管这一切看起来可能像科幻小说，但它却真的将要成为现实了。