复旦大学研制出纳米材料通电后可变色
复旦大学先进材料实验室彭慧胜教授领衔的课题组,首次将环境敏感的高分子材料聚二炔与碳纳米管形成复合纤维,使之成为电致变色的新型智能材料,不仅如此,这种“变色龙”材料还能够根据记忆恢复自己的原样。更令人惊叹的是,变色龙需要20秒变色,这一智能材料只需要2秒。这一成果已于日前发表在国际一流学术刊物《自然·纳米技术》上。
杂志的审稿人认为,这些复合纤维在电流,机械应力等作用下,显示出令人吃惊的颜色变化,代表了复合材料领域的一个重要进展,在敏感器件应用上具有重要意义。
彭慧胜教授介绍,这种新型的变色龙材料在军事领域、航空航天、光电器件等领域具有重要的应用前景。生物体会随着环境变化自动调控自己的结构和功能,如变色龙能在不同环境条件下显示粉、蓝、红、橙、绿、黑、褐、黄等多种颜色,而模拟变色龙合成敏感材料,也一直是科学界研究的热点。科学家们集中研究的主要是聚二炔,这种敏感的聚合物在热、离子、化学试剂、机械作用等刺激下都能迅速改变颜色,变色机理为外界刺激改变了分子的结构,导致其共轭链长变化,由于共轭电子发生跃迁所吸收的能量不同,可导致材料颜色的变化。
彭慧胜课题组自2008年起便致力于对碳纳米管的研究,在一次试验中,研究人员将一种聚合物联接在碳纳米管上时发现,碳纳米管竟然发生了美妙的颜色变化,这一发现让彭慧胜课题组在研究变色龙材料方面受到新的启发,开始在试验中将聚二炔等高分子聚合物与碳纳米管联接。
实验显示,当加载超过临界值的电流时,这种具有良好导电性能的聚二炔/碳纳米管复合纤维,能在两秒钟内发生颜色变化;卸载电流后,颜色又可在两秒钟内恢复如前,从而弥补了聚二炔颜色改变不可逆转的缺陷。同时,使用电流刺激这一手段,也使该材料的应用范围大为拓展。目前,这一相关技术已申请了多项国际国内专利。在可预见的未来,家居用品根据人的心情变化颜色,已不再是不可实现的梦想了。
摘自:东方网-文汇报