電子レンジで溶かしたり、リサイクル機で細断したりしない限り、プラスチックは通常、形を変えません。 それは、ソーダを保持したり、車のドアパネルを作成したりする際に有利です。 しかし、時間の経過とともに形状が変化するプラスチックは、医療機器の作成など、いくつかの点で役立ちます。
それが、高分子化学の教授であるセルゲイ・シェイコとノースカロライナ大学チャペルヒルの研究者チームが、数分または数時間で形状を変えるように設計されたヒドロゲルポリマーを開発した理由の1つです。
素材の特性を示すために、Sheikoの大学院生の1人が、素材からわずか数センチのピンクと赤の人工花を設計しました。 魅惑的なビデオでは、人工花が目覚め、時間とともに咲くようです。
「初めて花を見たとき、私はとても驚きました。 とてもリアルに見えます」とシェイコはサンプルに語ります。 「それは死んだ材料です。 塗料を取り除くと、それはただの白いポリマーです。 素材の詳細は、 Nature Communications誌に掲載されています。
他の研究者も同様のモーフィング素材を開発している、とニューサイエンティストのサンドリンクールステモントは報告しています。 しかし、それらは、形状変換を開始するために、熱、光、pHの変化などの外部刺激を必要とします。 ただし、この新しい素材は、特定の期間が経過すると変更自体を開始します。 「体の内部や宇宙などの特定の状況では、外部トリガーは許可されないか、効果がありません」とシェイコはクールステモントに語ります。 「与えられた瞬間にオブジェクトの形を変えたいだけです。」
チームは軟質ポリマーを使用し、その分子構造を変更して形状変化プラスチックを開発しました。 Live Scienceの Charles Q. Choiによると、この材料には2種類の化学結合があります。 結合の1つのセットは弾性であり、形状シフトを促進するエネルギーを保持します。 結合のもう1つのセットは、形状シフトプロセスが行われる時間を制御します。 これらの結合の割合を微調整することにより、研究者はポリマーが数時間で変形するか、数秒で変形するかを決定できます。
最も明らかな使用法は、最終的な形状に展開する前に、小さな非侵襲性の切開部からインプラントを導入できる医療です。 「この研究の背後にある一般的な動機は、合成材料に生体組織の機能と特性を付与することでした」とシェイコはチェに語ります。 彼はまた、技術はまだ始まったばかりだと言います。 彼は、シェイプシフトに時間遅延をコーディングし、複数のシェイプのシーケンスを生成する方法を調査したいと考えています。
