【大紀元3月24日訊】(大紀元記者吳翰林編譯報導)新的研究發現,一種用來製造燃料電池的聚合物「聚全氟磺酸」(PFSA),可以「記憶」多達四種不同的形狀,並在不同溫度下恢復成原本的形狀,可降低材料成本。
形狀記憶聚合物
據LiveScience.com網站報導,聚合物(polymer)這個字源自希臘文,意思是「很多部份」,它是由無數個由重複的相同或相似化合物經過化學組合而成,一般用於生物醫學工程到太空探索等不同領域。由於它的化學結構,使它們能夠「記憶」在一定的溫度條件下的形狀、磁性或濕度。當再次暴露在這種條件下,聚合物會恢復到原先記住的形狀。
形狀記憶聚合物在數十年前就已用於商業用途,通常應用於絕緣電線和其它工業用途。有人將之用於醫療設備,如血管支架,可改變血管的形狀以清除血塊。另外也可應用於太空探索的領域,美國國家航空暨太空總署(NASA)已經考慮將形狀記憶聚合物用於折疊發射天線的材料,在太空中展開使用。
然而,到目前為止,一般的形狀記憶聚合物只能塑成兩、三種形狀,而且只能在特定溫度下操作。
PFSA可「記憶」更多形狀
主導這項研究的通用汽車公司(General Motors)科學家謝濤(Tao Xie)表示,聚全氟磺酸(PFSA)和一般的形狀記憶聚合物不同。PFSA最多可塑造成四種不同的形狀。只要彼此之間的差距溫度夠大,製造商的可依溫度塑造成不同的形狀。
謝藉由加熱的PFSA的薄膜,達到形狀記憶的效果,塑造它的形狀,接著進行冷卻及再塑造。當加熱時材料會恢復到固定的四種形狀。到目前為止,謝已經能夠透過溫度扭轉、伸長或縮短條狀的PFSA。
在雪城大學(Syracuse University)教授生物醫學和化學工程的帕特里‧馬瑟(Patrick Mather)說,PFSA的特性與其它已知的形狀記憶聚合物類似。
然而,馬瑟表示,PFSA可能不符合嚴格定義下的形狀記憶聚合物,因為PFSA著重在重新塑造的循環週期,而一般形狀記憶聚合物著重在連續的加熱。
無特殊化學要求 可降低成本
喬治亞理工(Georgia Tech)材料科學家肯‧高(Ken Gall)指出,從科學的角度來看,PFSA並不是一種獨特的化學材料。對於能使PFSA產生形狀記憶屬性的方法,加熱比其它的化學處理更為重要,這減少業者使用昂貴材料的機會。
高表示,形狀記憶屬性與處理過程及機械性加熱處理的方式有關。
謝濤說,下一步是尋找擁有其它有用屬性的形狀記憶聚合物,這些屬性包括:醫療設備所需的生物相容性,或太空設備所需的抗紫外線輻射等。
他說:「接下來的任務是要擴大到其它大多數材料,或製作出有這些效果的新材料。」
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