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日研制成功新型感光薄膜
2010年46期 发行日期:2010-11-30
作者:晓宇
日研制成功新型感光薄膜
  日本理化学研究所(RIKEN)成功研发了一种革命性的新型聚合物薄膜,当它在紫外光或可见光照射下,形状
会改变。《科学》杂志将其描述成分子设计和加工技术的重大突破。
  活体生物体关键是依靠他们自身的能力将分子组装成大型的三维有序结构进行生长发展。同样的组装工艺也引
起了人们的注意,人们计划用它设计具有新功能的材料和器件,但是迄今为止科学家们发现不可能在宏观尺度上复
制这种过程。
  为了克服这一难题,研究小组采用人们所熟知的“聚合物刷”结构材料,其骨架是聚甲基丙烯酸酯,侧链团结
成圆柱形。偶氮苯分子因其在光照射作用下能发生变形而闻名。研究人员在“聚合物刷”溶液中把偶氮苯分子插入
侧链,流延成膜,再对其进行光照响应测试。最初没有检测到光照响应现象,因此研究人员采用了另外一种不同的
方法:首先把“聚合物刷”结构的聚合物夹在特氟纶板层间,在130℃融化聚合物,然后在115℃热压使其成型。
他们发现,热压过程中,聚合物主链垂直于板面排列,而侧链发生取向,沿着特氟纶板的拉伸方向水平排列。由此
产生的分子三维有序排列使薄膜在紫外光或可见光照射下会弯曲伸展。
  在光能直接转化成机械能的过程中,这一显著的“光敏弯曲”变化开创了功能材料研究的新领域,这意味着它
可以设计成类似于肌肉的生物装置进行应用。作为一种技术,“聚合物刷”结构的材料和热压技术的结合大大扩展
了此种材料的制备规模,使我们的日常生活实现从分子加工水平到宏观层面的有利转变。(晓宇)
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