生物鐘的創(chuàng)造與應用

　　核心提示：變形材料很有趣，因為它們使物體得以改變形狀，并因此改變功能。不過，此類材料通常需要一個觸發(fā)點才開始變形，比如光照水平、溫度或者pH值的改變。如今，來自美國北卡羅來納大學教堂山分校的SergeiSheiko和同事創(chuàng)造了一種帶有生物鐘的油灰，從而使其隨著時間的推移發(fā)生變形。

　　2016年09月18日訊 變形材料很有趣，因為它們使物體得以改變形狀，并因此改變功能。不過，此類材料通常需要一個觸發(fā)點才開始變形，比如光照水平、溫度或者pH值的改變。如今，來自美國北卡羅來納大學教堂山分校的Sergei Sheiko和同事創(chuàng)造了一種帶有生物鐘的油灰，從而使其隨著時間的推移發(fā)生變形。“在特定情形下，就像在人體或太空中一樣，外部觸發(fā)器是不允許的或者無效的。”Sheiko介紹說，“而你只是想讓一個物體在既定時間改變形狀�！�

　　Sheiko團隊從一種傳統(tǒng)的柔性聚合物著手，然后調(diào)整了其分子結(jié)構(gòu)。聚合物中分子之間的一小部分連接是永久性的，從而使這種材料表現(xiàn)得像彈簧一樣。當被拉伸和釋放時，其能像橡膠一樣回到最初的形狀。不過，大部分連接是可以變形的，會隨著時間的推移自己斷開并重新排列。變形的速度可被調(diào)整，從而使研究人員得以控制這種材料在幾個小時內(nèi)如何改變形狀。

　　為演示這一概念，Sheiko團隊利用該材料創(chuàng)建了一個投遞箱。當箱子到達目的地時，其中一邊會自動打開。不過，這種可變形聚合物可能對設計先是折疊起來以方便插入然后在體內(nèi)改變形狀的醫(yī)用植入物更加有用。

　　“它在一系列應用中都擁有很大的潛力，尤其是在生物醫(yī)學工程領域�！蓖瑯友邪l(fā)出可變形材料的華盛頓州立大學研究人員Michael Kessler表示。

　　設計復雜形狀被證實很困難。不過，Sheiko團隊發(fā)明了一種變通方案。他們發(fā)現(xiàn)，復雜的設計可由構(gòu)建模塊組裝而成，其中每個模塊都能被設定在不同的時間改變形狀。

　　“此前沒有人曾做過這方面工作�！盨heiko介紹說，他們最復雜的設計是一朵假花，其中每個花瓣都被單獨設定為自動開花。