在人們的日常生活中,橡膠是一種十分常見的材料,它不僅為人們提供日常生活中不可或缺的日用、醫用等輕工橡膠產品,而且也向採掘、交通、建筑、機械、電子等重工業和新興產業提供各種橡膠制生產設備或橡膠部件,可見橡膠在生活中用途廣泛。橡膠在生活中的重要作用催生了很多對橡膠的研究,近日便出現了一種自愈橡膠。那麼,這種自愈橡膠是如何實現自愈的呢?
2017年8月18日,安徽江淮汽車集團股份有限公司阜陽分公司的工人在江淮汽車總裝車間生產線上利用輪胎機械手加緊組裝生產中重型卡車。
(王彪/人民圖片)
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受損后自行修復?自愈橡膠比普通橡膠更勝一籌
據新華網報道,近日中國四川大學和美國哈佛大學科學家合作研制出一種自愈橡膠,這種自愈橡膠可以自行進行修補,並且像天然橡膠一樣強韌。它與普通橡膠的區別是,普通橡膠裡的分子主要由共價鍵相互連接而成,共價鍵雖然強度很高,可一旦發生斷裂,就無法自我恢復,而自愈橡膠在發生斷裂后是可以自行修補損傷的。此外,之前也曾有科學家研制出了自愈橡膠,但是此自愈橡膠非彼自愈橡膠,之前的自愈橡膠的分子和分子之間是由氫鍵相連接,雖然在斷裂后也可以自行恢復,但是強度較低。那目前這種自愈橡膠是如何實現自愈呢?
氫鍵和共價鍵親密結合,自愈橡膠問世
《科技日報》介紹,新研制出來的自愈橡膠之所以強韌且能夠在斷裂后自行修復,是因為通過使用互相交聯的隨機支化聚合物,成功地在分子尺度上把氫鍵和共價鍵交織“綁”在一起。這種新型橡膠受到拉力時,會出現網狀紋路,形似裂紋但不會完全裂開,保持著一些纖維狀的連接物。網狀紋路能分散拉力,防止材料出現無法修復的嚴重斷裂。拉力消失后,橡膠就會恢復原來的形狀,並保留約30%的抗拉強度。
自愈橡膠潛力大,有望降低事故發生率
正因為自愈橡膠擁有如此強大的功能,所以在人們的生活中必定少不了它的影子。據《北京日報》報道,新研制出來的自愈橡膠有著廣泛的應用潛力,如可以用於制造可自行修復的輪胎,使輪胎在受損后無須立即更換,這樣有助於降低發生事故的風險。(趙鵬)
本文由中科院物理所副研究員羅會仟進行科學性把關,目前專家主要研究領域為超導、電子、電磁、半導體、自動化、中子散射等。