浙江在線01月10日訊一隻摺疊好的「紙船」被放進熱水裡，短短幾秒，它重新舒展又收縮，變形成了一隻「鳥」。科學家說，他們曾在紙船中植入過「鳥」的記憶，溫度讓它恢復了記憶。這張「紙」，是浙江大學化學工程與生物工程學院教授謝濤課題組最新研發的一種新型的形狀記憶塑料，它在國際上首次實現了複雜可變形「摺紙」。它能被多次「植入」複雜形狀記憶，實現多樣的形變。
形狀記憶塑料，學術上稱為形狀記憶聚合物，是一類能夠固定臨時形狀並且在外界刺激下能夠回復到初始形狀的智能材料，在柔性電子、生物醫學和航空航天等領域展示出越來越廣的應用前景。謝濤說，對形狀記憶材料大家並不陌生，但它從永久形狀變成臨時形狀發生的是彈性形變。從微觀看，變形過程中分子間的連接關係並未斷裂，「也就是說，傳統的形狀記憶材料有一個『永久記憶』。」
為什麼這種新型塑料能被植入複雜的「形狀記憶」呢？「我們在設計形狀記憶材料的過程中，加入了一種可交換共價鍵，重組了分子間的連接關係。在論文中，我們進一步闡明了這類新材料相比傳統形狀記憶無可比擬的新性能，這是我們學術上最大的創新。」謝濤解釋：「引入可交換化學鍵，意味著整個分子網絡可被重新組合，這相當於很多分子手拉手跳一支『集體舞』，當處於較高溫度時，分子間相互『換手』，找到了新夥伴，產生了新的『隊形』，也就是塑性形變產生永久記憶。當處於較低溫度時，分子之間不會『放手』，無論怎麼摺疊，都是彈性形變產生的臨時形狀。」
論文第一作者趙騫副教授說，正是這種「換手」，讓新型的形狀記憶塑料有不斷被植入複雜形狀記憶的性能。更重要的是，植入新形狀的過程不是「擦除」之前的永久形狀，而是將新形狀疊加到其中，稱之為形狀累積效應。利用這種效應，可以製備目前加工方法無法實現的複雜形狀。
在此之前，記憶塑料已被廣泛用於飲料瓶包裝、電線製作等。「受制於模具製造的限制，之前的技術只能實現從複雜的臨時形狀變回簡單永久形狀，但難以實現從簡單的臨時形狀變成複雜的永久形狀。」
在實際應用過程中，「簡單變複雜」或者「複雜變複雜」更具有實用價值和應用前景，科學家期待這一材料能早日應用於生物醫療或柔性電子領域。「比如心臟支架，我們希望它在到達植入『目的地』以後，它可以舒展成為一個複雜三維形狀。」謝濤說。