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2015-09-21

MIT的 研究人员开发了一族材料,这种材料可以精确控制发射光的颜色—甚至是纯净的白光—并且发射光可以根据外部环境进行调节。这些材料在诸多方面都具有非常广泛 的用途,例如检测化学和生物物质,或者机械及热力学条件。这种材料是用稀土元素制备的金属聚合物凝胶,该研究发表在《美国化学学会》杂志上。

这种材料可以通过化学、机械以及热刺激等响应来相应来发光,从而使得其具有一种潜在应用,即可通过一个可见的输出来表征特定物质或病症的存在。这种新材料是一种典型的灵感来源于生物的材料。Holten-Andersen解释说,“我的初衷是仿生—使用大自然的智慧来设计聚合物材料。”他说。在海洋中有各种各样的有机物,而他们也试图从化学和机械的角度来理解它们是如何形成在一起的。对于这些自然材料的研究,有助于我们理解整个进化过程,同时也会为我们设计新材料提供更多灵感。Holten-Andersen的研究也检查了特定种类的交联之间的金属配位键。这些配位键在实现一些生物功能方面具有非常重要的作用。

他强调,这种做法的初衷不是为了复制自然,而是为了进一步理解以及应用自然材料的一些基本原则。在某些情况下,这些原则可以帮助设计一些结构更简单,生产更容易的材料。在这种情况下,镧系元素与PEG材料结合,可生产可调谐的发光材料。这些发射光可以反映环境的微妙变化,从而提供彩色编码的输出,可揭示那些条件的具体情况。“这些输出光对于外部因素非常敏感,当你改变了键的时候,紧跟着颜色也会发生改变。”

这种材料也可以检测机械性能的变化,可用于检测机械系统的应力。这种材料也可以制成凝胶,薄膜,或者涂层等,可用于各种结构,以检测材料的失效。

——引自“新材料在线”


版权所有:2017年 同济大学王启刚教授课题组