2014年5月，美國IBM公司意外發(fā)明了新一代熱固性塑料棒材。與現(xiàn)在廣泛使用的聚合物不同，新一代熱固性聚合物不但更輕、強度更高，更重要的是，它可全部回收，且具有自我修復(fù)功能，能大大減少浪費與污染。據(jù)悉，IBM阿爾馬登研究院的研究員珍妮特·加西亞在做實驗時因疏忽忘記添加了某種試劑，卻意外發(fā)現(xiàn)燒瓶中的溶液突然硬化，結(jié)成了一種大塊。這塊材料牢固地粘在玻璃上，她準備用錘子將它弄下來。但當(dāng)她用錘子敲擊這塊東西時，它竟然紋絲未動，沒有一絲裂縫。“當(dāng)我意識到它的強度有多高的時候，我知道我必須搞清楚，我究竟做出了什么。”加西亞說。
她的同事們馬上饒有興趣地對這塊物質(zhì)進行了認真研究。不看不知道，一看嚇一跳。原來，珍妮特·加西亞竟然在無意中生成了一個全新的熱固性聚合物族群。他們的研究成果以介紹性文章的形式發(fā)表在權(quán)威的《科學(xué)》雜志上，但出于巨大商業(yè)利益的保密原因，外界普通人一般難以知曉具體的配方和工藝。他們給這種新材料取名叫“泰坦”—和那條著名的沉船同名，古希臘神話中的巨人一族。
首先我們需要搞清楚什么叫“熱固性”聚合物。我們知道塑料是所謂的高分子聚合物，就是一些有鏈有環(huán)有分叉的大分子聚合在一起。由于成分和結(jié)構(gòu)不同，塑料分為熱塑性和熱固性兩大類。熱塑性的塑料遇熱會變軟，這是因為它們的分子鏈都是線型或帶支鏈的結(jié)構(gòu)，分子鏈之間無化學(xué)鍵產(chǎn)生，加熱時就會軟化、流動，而且冷卻變硬的過程只是物理變化，不是化學(xué)變化。而熱固性的塑料與此不同，它在第一次加熱時可以軟化流動，但加熱到一定溫度，就會產(chǎn)生某種化學(xué)反應(yīng)—分子鏈之間形成了橫向的化學(xué)鍵，整塊材料成為三維立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而固化變硬。這種變化是不可逆的，即使再次加熱，也不能再變軟流動了。正是借助這種特性，熱固性塑料可以進行成型加工，利用第一次加熱時的塑化流動，在模具中成型，進而固化成為確定形狀和尺寸的制品。凡是用于隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等在惡劣環(huán)境中使用的塑料，大部分是熱固性塑料，老百姓在日常生活中最熟悉的應(yīng)該是鍋的把手和高低壓電器。
很多事物的最大優(yōu)點往往也就是它的最大缺點。熱固性塑料也是如此。據(jù)統(tǒng)計，它的產(chǎn)量占每年全世界聚合物產(chǎn)量的三分之一，是個天文數(shù)字，日久天長積累下來，嚴重的問題就出來了—這東西不僅不能再熔融，而且是完全不能降解的，該怎么處理它?如果任其發(fā)展下去，早晚有一天，地球上將推滿廢舊的熱固性塑料!
于是，“泰坦”的偉大意義就體現(xiàn)出來了—不僅是強度高，更可貴的是它居然可以降解、可以回收。現(xiàn)在已經(jīng)確定，它是人類創(chuàng)造出來的第一種可回收的且具有工業(yè)用強度的熱固性材料。
試想一下，此種強度的塑料，可以代替汽車上的大量鋼鐵部件，而且它比鋼鐵輕得多，甚至可以取代飛機上的許多材料。有關(guān)方面已經(jīng)進行過測算研究，認為全世界對堅固耐用的可回收材料的需求，很快就會飆升。有人大膽推測，至遲在2016年，歐洲和日本會將這種材料應(yīng)用到95%的汽車零部件當(dāng)中去。這無疑對汽車工業(yè)來說是一場革命。
令人驚喜的還不止這些。加西亞和她的同事已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這一材料族群的第二種形式，在低溫下能夠自己愈合、像果凍狀的物質(zhì)，他們叫它“海德魯”。“如果你把它一分兩半，然后再放回去，兩塊又緊緊地結(jié)合在一起了。”加西亞說，它可以用于制作黏合劑或自愈涂料等。
相信這對于有車一族來說又是一個極大的利好，甚至對交警們和保險公司的職員們也是個福音—我們經(jīng)常在馬路上看到這樣的場景：兩輛小車，發(fā)生了剮蹭事故，盡管兩輛車的價錢加在一起可能也不到10萬元，但兩個司機吵得面紅耳赤，全然不顧堵在后邊的汽車長龍一眼望不到頭，直到警察和一腦門官司的保險公司理賠員千辛萬苦地趕到才算完—其實僅僅是為了幾條刮痕而已。將來好了，用“海德魯”之類的可愈合材料作為汽車表面的涂層，剮剮蹭蹭的小事故就不用打架訛人送修理廠了，過一陣子它自己就長好了!豈不皆大歡喜?
當(dāng)然，這只是個小小的應(yīng)用，實際上比這有意義得多的用途還有的是。珍妮特·加西亞相信，新的熱固性材料除了滿足上述需求，還能在更廣闊的領(lǐng)域如防腐抗菌涂料、藥物緩釋、黏合劑、3D打印、水凈化處理等范圍內(nèi)得到應(yīng)用。
強度超大，可以降解回收，還可以自我修復(fù)，請問，天底下還有比這東西優(yōu)點更多的材料嗎?難找。所以，它的生命力是無比強大的。
“泰坦”的偉大意義在于，不僅是強度高，更可貴的是它居然可以降解、可以回收。現(xiàn)在已經(jīng)確定，它是人類創(chuàng)造出來的第一種可回收的且具有工業(yè)用強度的熱固性塑料棒材。
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