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新材料经紫外照射可强力自修复 2011-04-24

割伤的皮肤、断裂的骨骼会伴着工夫自动愈合，而汽车喷漆的刮痕、飞机机翼的裂缝却没这种能力。据美国物理学家组织网1月12日报道，最近科学家研究出一种具有自修复能力的材料，只需紫外线照射就能重新长在一起，大大进步了产品的耐用性，也更轻易维修。近日出版的德国国际专业杂志《应用化学》对这种材料进行了详细先容。

以前开发的自我修复材料中，有些是其中包含有微小的胶囊，当材料遭到损坏时，胶囊会裂开并开释出一种化学作用剂，对材料进行一次性修复；还有的材料是含有一些凝胶物，固然也能重复地进行自我修复，但修复后的材料强度和稳定性都不如以前。

现在，美国卡内基·梅隆大学和日本九州大学研究职员合作，共同开发出一种聚合物，经紫外线照射，不仅能多次自我修复，还可让完全分离的碎片重新长在一起。其原理是原子之间能反复地形成共价键，使修复后的材料既强韧又稳定。

这种新型聚合物材料是由三硫代碳酸盐（trithiocarbonate）交叉联结而成。碳原子和三个硫原子结合在一起，其中的两个硫原子的第二个键位又跟其他碳原子结合，这样形成的整体结构就具有了特别的性质：在紫外光照射下能够重组。光照会使三硫代碳酸盐中的一个碳-硫键断裂，天生两个根（拥有一个不成对的自由电子的分子）。这种根特别活泼，很轻易跟其他的三硫代碳酸盐发生反应形成新的碳-硫键，打破其他分子键同时又产生更多更自由的根。这种链式反应会一直进行，直到两个根再次互相反应才停止。

实验中，研究职员将聚合材料浸进液体内，或切成大块儿，反应都能顺利进行。将切开的边沿紧密地压在一起，用紫外线照射，边沿处会通过根的重组而长在一起。即使切成小碎片，只要把碎片压在一起进行照射，也能融合成一片完整的材料。由于同一片材料能反复地进行这种自我修复，它也能作为一种新型的可循环利用产品。（来源：科技日报常丽君）

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《应用化学》发表论文摘要（英文）