浙江大学谢涛教授课题组发明新型形状记忆塑料

几天前，我见到一块边长5厘米的正方形塑料材料，度过了非常奇妙的一个早上——

它躺在桌上，是平的。科学家把它叠成了一只千纸鹤。

它又被浸到热水里。接着一场水中芭蕾上演了：千纸鹤在水里展平，然后又慢慢收缩，出水的“芙蓉”，竟然成了一艘船。

船，是这张塑料曾经被折叠过的造型，在温度的作用下，它“恢复了记忆”。

可是，它是一块塑料，没有大脑，不能记住任何事情。

我想错了。这个“戏法”，是一篇刚刚发表在《科学》杂志子刊《科学进展》上的论文，作者来自浙江大学化学工程联合国家重点实验室教授谢涛课题组。

他们发明的塑料，在国际上首次实现了复杂可变形“折纸”。不仅可以记住它最近被塑造的造型，还可以“重置”记忆，记住更多的新造型。

原理

这种新型材料，它是怎么记忆的

这种材料叫做“形状记忆材料”。

大部分的材料纵然在常温下有很炫酷的造型，但一经加热，就会变回原形——看看《终结者2》里，在1000℃熔炉下，再生猛的机器人都只能化成一摊金属水。

在实验室里，论文第一作者赵骞副教授向记者介绍，他们的材料经过简单的折叠，就能被加工成复杂的原始造型，比如鸟或者船甚至更精巧的造型。

并且，原始造型还能被不断地更改。这是因为科学家“在设计形状记忆材料的过程中，加入了一种可交换共价键，可以在一定条件下，重组材料中分子间的连接关系。”

这就相当于舞蹈演员手拉手跳一支“集体舞”，他们有一个核心的基础造型，也就是原始造型。

当处于较低温度时，分子之间并不会“放手”，所以无论怎么折叠出新造型，都属于临时的形变——就像舞蹈演员伸伸腿、弯弯腰，看上去是一个新的造型。

而当处于较高的温度时，分子之间会迅速相互撒手后，再进行“换手”，找回记忆中拉手的小伙伴，恢复到原来的基础“队形”。这个时候，材料形变回到它的原始造型。

如果要改变这个原始造型记忆，只要在高温情况下塑型就可以。赵骞说，正是这种“换手”，让新型的形状记忆塑料能够不断被植入复杂形状记忆。

应用

人工器官超级变变变，轻松钻进人体

课题组目前已经在研究，使用更低的温度，去“唤回”这块特殊塑料对原始造型的记忆。这将使这种材料能很广泛地使用到现实生活中的多个领域，实现“超级变变变”。

“现在越来越多的外科手术都趋向用微创的方法进行，手术的切口只有一个钥匙孔那么大。但是目前的许多生物辅助材料，比如人工器官，体积是比较大的，只能开大刀手术。”

赵骞说，如果用记忆材料制作这些人工器官，就可以解决这个问题，“我们可以把材料做成细长的形状，便于它在手术的时候，顺利地通过微创口子进入人体。到达人体内后，这种材料会在体温的作用下，慢慢展开，并且和人的体内环境融合。”

在《科学》杂志的官网上，该杂志科技记者约翰·博安农（John Bohannon）写了一篇解读这项成果的报道，文章中提到蒂莫西·怀特（Timothy White），他是一位化学工程师，在俄亥俄州Wright Patterson 空军基地的空军研究实验室做研究工作，他了解到这项成果后表示，这为他们正在进行的一个项目注入了新的活力。

赵骞告诉记者，“这是美国空军在实行的一个跟机翼变形相关的计划。”

这个计划比较复杂，我举个通俗一点的例子，也就是有了这种材料呢，《星球大战》里的千年隼号，可以在通过各种时空隧道的时候，自动感知周围的环境变化，来进行变形，应对黑暗政权第一秩序的进攻。

不过摆在眼面前，这种材料还真的挺适合女人们的——如果它们可以做成衣服、包包、首饰、鞋子……

也许我们再也不用担心家里没有地方放，旅行箱总是不够装了——我让它们都变形变小啊！要用了再展开来。

 

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