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復(fù)旦大學(xué)研制出納米材料通電后可變色

發(fā)布時間:2009-09-25 作者: 來源: 瀏覽:686

      心情不好時,周圍的一切都是暗淡的灰色;滿心喜悅時,亮麗的橘色迎面撲來;而憤怒時,火一樣的紅色熊熊燃燒……這些以往在漫畫中才能見到的場景,也許日后會出現(xiàn)在我們的生活中。日前,一種通電后就能夠根據(jù)需要變色,斷電后就能夠復(fù)原的新型智能納米材料,在復(fù)旦大學(xué)的實驗室里誕生了。

  復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系先進(jìn)材料實驗室彭慧勝教授領(lǐng)銜的課題組,首次將環(huán)境敏感的高分子材料聚二炔與碳納米管形成復(fù)合纖維,使之成為電致變色的新型智能材料,不僅如此,這種“變色龍”材料還能夠根據(jù)記憶恢復(fù)自己的原樣。更令人驚嘆的是,變色龍需要20秒變色,這一智能材料只需要2秒。這一成果已于日前發(fā)表在國際一流學(xué)術(shù)刊物《自然?納米技術(shù)》上。

  雜志的審稿人認(rèn)為,這些復(fù)合纖維在電流,機(jī)械應(yīng)力等作用下,顯示出令人吃驚的顏色變化,代表了復(fù)合材料領(lǐng)域的一個重要進(jìn)展,在敏感器件應(yīng)用上具有重要意義。

  彭慧勝教授介紹,這種新型的變色龍材料在軍事領(lǐng)域、航空航天、光電器件等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。生物體會隨著環(huán)境變化自動調(diào)控自己的結(jié)構(gòu)和功能,如變色龍能在不同環(huán)境條件下顯示粉、藍(lán)、紅、橙、綠、黑、褐、黃等多種顏色,而模擬變色龍合成敏感材料,也一直是科學(xué)界研究的熱點??茖W(xué)家們集中研究的主要是聚二炔,這種敏感的聚合物在熱、離子、化學(xué)試劑、機(jī)械作用等刺激下都能迅速改變顏色,變色機(jī)理為外界刺激改變了分子的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致其共軛鏈長變化,由于共軛電子發(fā)生躍遷所吸收的能量不同,可導(dǎo)致材料顏色的變化。

  彭慧勝課題組自2008年起便致力于對碳納米管的研究,在一次試驗中,研究人員將一種聚合物聯(lián)接在碳納米管上時發(fā)現(xiàn),碳納米管竟然發(fā)生了美妙的顏色變化,這一發(fā)現(xiàn)讓彭慧勝課題組在研究變色龍材料方面受到新的啟發(fā),開始在試驗中將聚二炔等高分子聚合物與碳納米管聯(lián)接。

  實驗顯示,當(dāng)加載超過臨界值的電流時,這種具有良好導(dǎo)電性能的聚二炔/碳納米管復(fù)合纖維,能在兩秒鐘內(nèi)發(fā)生顏色變化;卸載電流后,顏色又可在兩秒鐘內(nèi)恢復(fù)如前,從而彌補了聚二炔顏色改變不可逆轉(zhuǎn)的缺陷。同時,使用電流刺激這一手段,也使該材料的應(yīng)用范圍大為拓展。目前,這一相關(guān)技術(shù)已申請了多項國際國內(nèi)專利。在可預(yù)見的未來,家居用品根據(jù)人的心情變化顏色,已不再是不可實現(xiàn)的夢想了。

 

 

 

 

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