科學家研製動態可重新編程材料：光照變硬 暗時變軟

昆士蘭科技大學的一支國際科學家團隊，剛剛開發出了一種基於光線調節的新型“動態可重新編程”材料，特點是能夠在某種類型的光照下變硬、並且黑暗中重新變軟。對於 3D 列印等應用來說，這種新型材料可發揮極大的潛力，比如作為某種複雜結構的臨時支撐。據悉，這種材料是昆士蘭科技大學（QUT）、比利時根特大學、以及德國卡爾斯魯厄理工學院科學家們的傑作。

（圖自：QUT，via New Atlas）

新材料由聚合物結構組成，能夠根據光線改變其結構，然後再恢復。（上圖左為研究合著者 Hannes Houck 博士，右為 Christopher Barner Kowollik 教授）

可變性質取決於材料中所使用的廉價化合物，其中又被稱作‘三唑二酮’（triazolinediones）的偶聯分子和蛾驅蟲劑中常見的成分‘萘’（napthalene）。

結合上述材料， 才製成了只需暴露在綠色 LED 等下即可變得堅固的動態可重編程新材料。在需要恢復的時候，研究人員只需將其在黑暗中置留一段時間。

Light-stabilised dynamic material（via）

有趣的是，只需重新打開燈光，這種材料又會再次變硬。且該材料不是隻走軟硬兩個極端，而是能夠將機械性能調節到中間的某個位置。

研究人員表示，這種能力在材料學中是獨一無二的，與當前的化學理解有些背道而馳。通常你會借助不同波長的光線、或額外的熱刺激，來破壞聚合物分子鏈網格。

但在這裡，我們使用綠色 LED 燈來實現材料的固定，反之讓它在黑暗中變得柔軟可流動。然而只需重新開燈，材料又會繼續重複它的獨特性質。

（圖自：QUT，via ACS）

研究團隊將這種新結構稱作“光穩定動態材料”，希望最終能夠催生一類新穎的材料，讓它能夠以更加有用的方式，對光線作出相應。

目前這項性質已經在 3D 列印中得到運用，因為疊層工藝很是複雜，通常需要添加臨時支撐結構，才能夠讓具有垂直特徵的物體（比如橋梁）不出現崩潰。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《美國化學學會期刊》上，原標題為《Reversible Polymer-Chain Modification: Ring-Opening and Closing of Polylactone》。