“刚柔并济”新材料可应用于3D打印

科学日报，北京，7月16日(记者李媛媛)——它在室温下又硬又脆，加热时又软又有弹性，“硬”和“软”会随着温度的变化而来回循环。南京大学化学与化学工程学院副教授李的团队开发了一种新的聚合物材料，它将硬度和柔软性结合在一起。研究结果最近发表在《自然通讯》杂志上。

“这种材料最大的突破在于解决了机械强度和自修复性能之间的平衡问题。”李介绍说，新材料的强度在从室温到60℃的温度变化过程中可以变化200多次。当温度高于50℃时，材料的性能类似于橡皮泥。这一特性得益于新材料优异的温度敏感性。换句话说，材料的性质可以根据温度的变化而改变，所以研究人员可以通过改变温度来控制材料的性质。

“在我们的日常生活中，我们经常看到冰融化和蜡烛融化，但它们在变化后会失去原来的形状。”李说，这种新材料加热软化后仍然是固体，可以承受自重，也可以*成型。

李介绍说，这种新材料之所以具有优异的温度敏感性，是因为存在大量的弱配位键。该研究小组设计了一种侧链带有大量羧基的短链聚甲基硅氧烷单体，并用金属锌形成的弱配位键对其进行交联，得到一种具有很高机械强度的聚合物材料。同时，金属锌与羧酸的配位平衡反应受温度控制，因此该材料具有良好的热塑性和热修复性。

这些新材料有望在医用外固定支架和3D打印领域得到很好的应用。例如，用于骨折治疗的传统石膏需要几个小时来凝固，而新材料可以在几分钟内凝固，并且在使用过程中拆卸和安装也很方便。此外，传统石膏是一次性的，新材料可以回收。