差不多大部分材料在受热时都会膨胀，不过，我们将要介绍的一种像橡皮一样的新材料不仅可以在冷却时自动收缩，而且可以在受热时恢复形变，并且这一过程不需要任何外力。

这一发现最近发表在《ACS Macro Letters》上。

这种材料很像形状记忆聚合物（SMP），因为它可以在两种不同形状间切换。“然而，不像其他的SMP一样需要设定好一个周期，它可以在无外力作用下反复改变形状，只需要加热或者冷却，” Mitchell Anthamatten解释说，他是化工系的助理教授。

Anthamatten和他的研究团队的成功得益于最近才研发出来的一种聚合物，它也可以在冷却时收缩。其他的聚合物需要施加一点外力以固定其形变的方向。但Rochester聚合物不存在这种情况，因为Anthamatten“让它以为”它受到了外力。

为了实现这一策略，研究人员通过结晶作用在材料内部引入了一个永久存在的压力。聚合物链是由交链作用联系在一起的分子网。材料将在内部压力的作用下恢复到设定的形状。他们加强了聚合物的交链作用然后冷却，导致特定方向的结晶作用。

Anthamatten的研究团队发现内部结晶产生的压力远大于材料沿着特定方向形变所需的外力。一旦冷却到50℃，高分子链的链段就会挤进片晶层。这一现象在高分子链网内发生，并会让材料的长度伸长超过15%。

“我们在材料中加入的压力代替了外力，使得材料‘记住’了形状，并会在冷却后恢复到这一形状，且不需要外力。” Anthamatten说。

传统的形状记忆聚合物在每个循环后都需要重新设定，但Anthamatten团队研发的材料不需要这么麻烦。经过多次的冷却和加热后，他们发现这一材料仍能“记住”自己的形状并能毫无偏差的回到初始状态。

Anthamatten认为这种材料能大量应用于各种实际操作中需要可逆形变材料的场合，像生物技术、人工肌肉以及机器人。

“下一步就是优化这种高分子材料的形状，并优化这一过程中释放出的能量大小，” Anthamatten说。“这个可以通过调节交链作用的类型和密度来实现。”

 

新材料在线编译整理—— 翻译：木成