意外发现的“自修复玻璃”,挽救你破碎的手机屏

新材料
意外发现的“自修复玻璃”,挽救你破碎的手机屏
麻省理工科技评论 2017-12-23

2017-12-23

东京大学研究人员研制了一种新型玻璃,当其破裂时可以实现自修复。
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东京大学研究人员研制了一种新型玻璃,当其破裂时可以实现自修复。

东京大学研究人员研制了一种新型玻璃,当其破裂时可以实现自修复。研究成果发布在《科学》期刊上。实际上,科学家目前已经可以制备具有自修复能力的橡胶和塑料。但是,在室温下就可以实现自修复的玻璃却是第一次被成功制备。

通常来说,高的机械强度与修复能力是相悖的。虽然目前也有某些强度大且有修复性的材料,但是它们在大多数情况下,只有加热到较高温度(120oC 或者更高)时,才能重组交联的网络结构,进而修复破碎的部分。日本团队研制的自修复玻璃是利用聚醚-硫脲素材料制备得到,不仅具有高的机械强度,而且不需要高温加热,只需按压破损面就可以短时间内修复。

这一研究成果是东京大学的研究生 Yu Yanagisawa 在制备黏合剂材料时的意外发现。他发现聚合物表层被切割时,其边缘会粘附在一起,并且在室温下(21oC)手动按压 30 秒就可形成一定强度的薄片。进一步研究发现,几个小时之内,修复后的材料就可以重获其原始强度。Yanagisawa 进行了数次重复实验,最终确定了该实验结果。他希望这种新型玻璃可以成为一种环保型材料,减少材料的消耗和垃圾产生。这并不是第一次研究表明聚合物可以制备自修复屏幕,用于智能手机等装置。加州大学的研究人员曾提出聚合物伸长 50 倍后,在 24 小时内可以修复破损。另外,智能手机厂商也利用自修复材料制备手机。比如,LG G Flex2 手机的背面镀层就可以多次修复微小划痕。

其实,除了电池续航能力的问题,屏幕易碎也是智能手机面临的一个严重问题。根据手机维护商 iMend 在 2015 年的研究,21% 以上的英国智能手机用户都使用着破损的屏幕。因此,东京大学的研究人员表示,自修复玻璃是一项重要发现,有望用于制备手机屏及其他易碎设备。

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