【智能液晶高分子薄膜会变色、有记忆、能自愈】科技日报:前主流的变色材料主要由无机分子或者可变色的染料分子构成。天津大学封伟教授团队用高分子制备出一种厚度只有200微米,具有变色、记忆和自愈合功能的智能变色液晶高分子薄膜,这种薄膜在多个领域展现出应用前景。

新买的包包可以随意变换颜色,不小心刮破的衣服能像皮肤一样愈合……这些似乎只在科幻电影里出现过的场景,如今已逐渐成为现实。

日前,天津大学封伟教授团队成功研发了一种新型智能材料——智能变色液晶高分子薄膜(以下简称薄膜)。这种新材料不仅能变色,还有形状记忆和自愈合功能。相关研究被选为封面文章刊发在国际期刊《德国应用化学》上。

通过液晶分子周期排列实现材料变色

在神奇的自然界中,许多生物经过亿万年的自然选择和进化,逐渐演变出自适应变色伪装能力,以便能随时躲避天敌。

比如变色龙就能够通过主动控制细胞层内部的纳米晶体排列结构,根据周围环境实现自身颜色的变化,达到与背景颜色匹配的目的。

研究发现,变色龙处于平静状态时,其细胞层内部的纳米晶体的排列是紧密的,可以特异性地反射短波长的可见光;而面临紧急情况时,变色龙就会通过机械力作用,主动控制晶体的疏密程度,使晶体的排列变得更加松散,选择性反射波长更长的光。

“这些生物体独特的表皮微纳光学结构及其自主动态变色的机制,为我们开发新型仿生智能变色材料提供了丰富的灵感。”天津大学材料学院高分子系教授封伟说。

近年来,国内外研究团队在仿生变色龙的智能变色材料方面取得了一系列重要进展。胆甾相液晶等手性液晶材料是一类具有周期性螺旋超结构的手性软光子晶体,不仅能选择性地反射不同波长的可见光,还能够灵敏地响应力、热、电、光、磁等环境刺激变化,呈现出结构色的动态变化。

封伟团队在此基础上,将动态共价键分子与液晶单体混合,通过溶剂挥发的方法使液晶单体分子自组装成周期排列的胆甾相液晶结构,最后通过光照聚合得到一种厚度只有200微米,具有拉伸变色、形状记忆功能和自愈合功能的液晶高分子薄膜。当前主流的变色材料主要由无机分子或者可变色的染料分子构成,通过有机高分子构筑的变色材料比较少见。

“根据布拉格反射公式,材料的反射波长与材料的微观结构排列周期是正相关的,光照到材料上时,只有特定波长的光能从材料中反射出来形成颜色,这种颜色俗称结构色。”封伟介绍,与染料的颜色不同,这种结构色会更加鲜艳、更加稳定。

薄膜内部的液晶分子是周期排列的。在拉伸薄膜时,材料内部液晶分子的排列周期会变短,因此会导致反射出来的颜色发生变化,这一变色机理与变色龙皮肤颜色的变化机理类似,薄膜的结构色可在可见光谱范围内进行动态调节。

引入动态共价键让薄膜有记忆能愈合

团队还将动态共价键分子引入液晶高分子中,使得薄膜具有形状记忆功能和自愈合功能。

“薄膜还拥有‘记忆编程’的特性,可以被拉伸成螺旋形、波形、圆柱形和更复杂的二维或三维形状并保持不变,当薄膜加热到相变温度以上后,又能恢复到最初的形状。”封伟解释说,这是因为加热激活了动态共价键发生键交换反应,使液晶高分子在网状结构内部形成新的拓扑结构。利用这种特性,他们通过反复将材料加热到100℃和冷却到25℃,让材料实现了在三维形状与二维形状之间以及不同颜色之间的可逆转换。

此外,因为在高分子网络中加入的动态共价键,遇到水分子后会发生断裂,水挥发后,动态共价键又会进行重组恢复初始状态,这样薄膜就拥有了自愈合的能力。

这种薄膜的自愈能力十分惊人,而且自愈后仍然非常结实。团队将薄膜切成两部分后,在损伤界面滴加水后,室温下放置24小时,分开的两部分会自动愈合,愈合后的薄膜被拉伸到原始长度的180%也不会断裂,并能承受自身1000倍的重量。

这项研究为制备兼具力致变色、形状可编程和高效自愈合等特性的液晶高分子材料提供了一种既简单又通用的方法,有望为开发仿生变色伪装材料、自适应光学系统和软体机器人等开辟新的方向。

媲美变色龙皮肤的“超级材料”用途广

经过几十年的研究与发展,智能变色材料的应用已经拓展到日常生活各个领域。比如,美国一家公司曾将热致变色性涂料用在陶瓷杯上,室温时陶瓷杯上的夜景,在倒入热水后会变换成日间景象,通过图案的变化就能知道杯子内水的冷热情况。

“具有结构色的材料已经在生活中有广泛应用。”封伟举例说,在轮胎边缘加入合适的变色高分子材料能制成智能轮胎,当外界温度或内部温度超过轮胎的正常使用温度时,智能轮胎会变色以示警告;变色高分子材料还可用于制作变色车窗玻璃、变色油漆,尤其是变色车窗是近十几年发达国家竞相研究的重要课题,目前,已有电致变色的调光玻璃应用的报道,而光致变色和热致变色的智能车窗玻璃还在进一步研制之中。

智能变色材料还可以做成能指示冷热的智能用品,例如将智能变色涂料镀膜在木材、金属、陶瓷等基材上,可做成能指示冷热用的变色茶杯和婴儿用的汤勺、奶瓶等。

另外,可变色的圆珠笔油、变色指甲油、变色儿童玩具、热敏体温计等产品都已经问世,这些产品极大地丰富了人们的生活。

防伪技术的研究历来就是一个受到普遍关注的课题,迄今为止,防伪领域所采用的方法多为激光防伪,使用设备昂贵,造价高。“而基于智能变色高分子材料的防伪方法具有操作简单、识别方便、成本低等特点,在技术保密性和防伪有效性等方面都有较大的优势。”封伟说。

目前,化学防伪标记一般直接印刷在商标、标签、封签或外包装上,因此制作化学防伪标记的关键是制备防伪印刷油墨,制备这种油墨的变色材料需要耐久性好、成本低,其变色发生的温度及变化的颜色要具有可选择性,因此智能变色材料也是化学防伪标记的首选材料。

将智能变色材料涂在织物上还可以做成变色服装,这种衣服穿在身上,会随着季节不同、地区不同、温度不同而呈现出不同的色彩。这种智能变色材料同样也可以用于桌布、窗帘等各种变色纺织品的生产。

“未来我们计划制备出仿变色龙皮肤的变色伪装材料,使材料的颜色能够与背景环境的颜色相匹配,实现变色伪装的目的。”封伟说。

此外,很多高分子材料如橡胶、塑料、涂料、纤维等都是重要的工业材料,每年磨损消耗巨大,而让这些材料拥有自愈合的能力,就可以提高它们的使用寿命,从而产生巨大的经济和社会效益。

不仅如此,我们生活中的很多高分子材料如塑料、橡胶等在长时间使用后会破损,如果这些材料能够自愈合,那么它们就会有更长的使用寿命,有利于减少环境污染和资源浪费。

“不过目前这种智能变色液晶高分子薄膜还处于实验室研究阶段,没有实现工业化生产。”封伟介绍,这是因为在制备方法上现在还有很多技术不成熟,如何精确控制液晶单体分子自组装,实现大面积、均匀的、明亮的结构色,这些仍是目前面临的难点。

今年66岁的约翰保尔森被誉为“华尔街的天空之神”、“对冲基金的第一人”。2020年的胡润全球排行榜上,约翰保尔森身价300亿。
和他的事业一样,有趣的是他的婚姻。
和妻子珍妮结婚的21年里,尽管他们只有两个女儿,可约翰保尔森却从来没有闹出过什么绯闻。当时,媒体称他们为“众神家族”。
出乎意料的是,今年9月,约翰保尔森放出了大把戏。
原来,他以“夫妻间有不可调和的矛盾”为理由,向法院提出了离婚。但重点是,大约在这一周前,约翰保尔森刚刚和妻子、家人度过了一个愉快的周末。
关于丈夫离婚一事,珍妮说:“我对这个事情一点儿都不知情,我看新闻的时候才知道,原来我“被离婚”了?
当珍妮觉得还满是雾的时候,约翰保尔森和一位年轻貌美的女生一起参加了朋友的宴会。
看看这里,这是约翰保尔森要抛弃糟糠妻、好给情人让位么?
1955年,约翰保尔森出生在美国的一个中产家庭。作为家里的老板,约翰保尔森手下有一个弟弟和妹妹。 父亲是小公司的财务管理,母亲是典型的主妇。
旧照片
父亲的收入还可以,但养活了家人之后,就所剩无几了。
上小学时候的约翰保尔森为了赚零花钱,会自己跑到很远的地方批发糖果,然后再以零售价转手卖给自己的同学们。
不得不说,这位未来的赚钱达人从小就有经济头脑。
毕业于哈佛商学院的约翰保尔森转了几次圈后,去了古尔斯共同基金。也就是在这里,约翰保尔森认识了珍妮。
当时,珍妮是他的助手。年轻时候的珍妮不但长相漂亮,处理起公务来更是游刃有余。交往了很久,他们从同事变成了恋人。
相恋七八年之后,他们在2000年的时候踏入了婚姻的殿堂。
作为有工作经验的职场女性,珍妮结婚后也没有成为全职主妇。她一边继续帮约翰保尔森打理工作,一边经营着自己的小家庭。
2007年的时候,约翰·保尔森打理的两只基金突然大翻身。也正是因为如此,他名声大噪,同年就有超过60亿美元的资金涌入了保尔森的基金。
几个月倒腾下来,约翰·保尔森赚了40亿美元。这一年,他成了人尽皆知的“华尔街空神”。与此同时,他跟妻子还有了两个可爱的女儿。
事业到了新高峰,家庭也幸福美满,这样的约翰·保尔森堪称人生赢家。
和一般变富以后就张狂的土豪比起来,约翰·保尔森低调到令人感慨。
日常生活中,他要么就是陪伴妻子旅游、看球赛,要么就是跟女儿们一起玩耍。那时候,谁不羡慕珍妮有福气,能找到痴情又能赚钱的老公。
当然,珍妮本人也很厉害。不夸张地说,约翰·保尔森的功勋章上,绝对有她的功劳。毕竟,就连约翰·保尔森在接受采访时都会说:娶到珍妮,是我的福气。
然而,举个不恰当的比喻就是:会咬人的狗不叫。
今年九月中旬,约翰·保尔森突然向法院提出了离婚申请。对于丈夫这样的骚操作,珍妮是半点儿消息都没得到。
直到21号的时候,一家名字叫《Page Six》的八卦杂志社,登出了一则“约翰·保尔森要离婚”的新闻,珍妮还有些蒙圈。
当天晚上,珍妮的亲朋好友都打电话询问她,和约翰·保尔森到底发生了什么事情。对此,珍妮并没有给出明确的答案。
毕竟,月初的时候,他们刚刚参加了好几个晚宴;甚至于前几天,他们还和女儿们度过了一个愉快的周末。
这期间,珍妮丝毫没有看出什么不对劲。
然而几天后,这个悬案就有了结果。这家媒体接着登出,已经宣布要离婚的约翰·保尔森,正和一位年轻貌美的女士同行。
资深的吃瓜群众一查,就有了一手资料。
这位女士名字叫阿琳娜·德·阿尔梅达,是个比约翰·保尔森小33岁的网红。日常生活,就是教大家做运动、养生。
难道说,约翰·保尔森是意识到自己年纪大了,所以找了个养生老师?
而且,有媒体还发现:其实在月初约翰·保尔森和妻子出席的好几场晚宴上,还能找到阿琳娜的身影。
换句话说就是:约翰·保尔森故意让情人出现在了妻子面前,可妻子却不知情!
更令吃瓜群众感到吃惊的是:约翰·保尔森提出离婚以后,就光明正大带着阿琳娜出席了朋友们的聚会。
宴会上,他们眉来眼去,丝毫不介意大家的围观。
与此同时,约翰·保尔森还带着情人阿琳娜,住到了自己和妻子的豪华别墅里。看到这样的新闻,外出的珍妮有些崩溃。
其实,崩溃的不只是珍妮,吃瓜群众也感到很无语。不管怎么说,珍妮都陪伴约翰·保尔森白手起家、然后还为他生儿育女。
然后,约翰·保尔森居然在还没有彻底离婚的情况下,就把情人带回了家!这样的故事发展,真的是超级令人抓狂。
记者采访珍妮的时候,珍妮有些哽咽地说:约翰·保尔森这样的行为不但伤害了我和女儿们,更是侮辱了我们多年的感情。
不爱请放手。这样简单的道理,难道约翰·保尔森不懂么?
一起走过的21年,还比不上一个年轻美女几个月的陪伴。这样的翻转,多少有些让珍妮回不过神儿来。
更别说,这位网红的年纪,跟两个女儿都差不多。这样的情况下,珍妮更为约翰·保尔森的行为感到不满。因为他的出轨,还影响了女儿们的生活。
这边珍妮痛苦到不行,那边约翰·保尔森却跟情人过上了幸福的生活。
眼看约翰·保尔森丝毫没有悔改的迹象,珍妮也绝望了。于是,她也找了顶级律师,准备跟丈夫对簿公堂。
可令人想不到的是,等到珍妮收拾好自己的感情,决定彻底和丈夫一刀两断的时候,那边约翰·保尔森却撤销了申请。
原来,这里面还涉及到一个天价分手费的事情。
当初结婚时,约翰·保尔森只能说略有薄产。在这样的情况下,深爱彼此的恋人,自然也就没有签什么婚前协议。
可是现如今约翰·保尔森身价超过300亿,而且还都是婚后财产。如果要离婚的话,作为过错方的约翰·保尔森,自然会付出极大的代价。
估计也正是因为这个原因,所以约翰·保尔森“怂”了。
不得不说,出轨的男人也真是狠心。当初提出离婚的时候,约翰·保尔森就没有想过,自己得和妻子平分家产么?还是说,他压根儿没准备给妻子分什么家产!
要不然,提离婚提得那么爽快,等到珍妮也站起来的时候,约翰·保尔森却退缩了。
这两天这个大瓜,是不是也是同样的原因,所以才闹这么大?
其实对于珍妮来说,离婚未尝不是个好选择。她为小家庭付出不少,最后居然看新闻才知道自己要离婚!这何尝不是一种讽刺?
要不说“你若无情我便休”呢!就是不知道,约翰·保尔森什么时候能想明白这个道理,然后让珍妮做个幸福又自由的单身亿万富婆呢!

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在北京时间3月10日上午结束的一场NBA常规赛中,战绩只有17胜49负排在西部联盟垫底的火箭上演了一场酣畅淋漓的逆袭好戏,面对志在冲击总冠军的湖人,他们没有任何客气,整场比赛都死死咬住了对手,并且在加时赛中一波流带走了胜利。
球队上下众志成城的严防死守让老詹也非常无奈,全场比赛下来老詹26中9命中率不过四成,球队内线的肉搏式防守和外线的死亡环绕,都让老詹的老态尽显。而在赛后,老詹也是点名表扬了一位火箭小将,本场比赛拿下全场最高分的杰伦.格林,也是得到了詹姆斯的夸奖——皇之赞扬。全场比赛21中13其中三分球7中4,年仅20的新秀小将在湖人队面前打破了新秀墙,用名嘴SKIP的话就是,他彻底打爆了詹姆斯。
虽然这位名嘴一直以黑顶级球星为著称,但确实这一次他说的还是有些道理的。纵然詹姆斯和格林的对位次数并不多,但这位小将在关键球时的那种果敢和冷静,确实让比他大了快20岁的老詹也有些汗颜。
如果说常规比赛时间两队还算是有来有回交替领先而格林也不过是打出了一场赛季平均水准以上的比赛的话,那么加时赛绝对是他职业生涯迄今为止的最高光时刻了。加时赛他单枪匹马地冲进湖人的防守腹地的画面让人印象深刻,两次漂亮的三分和两次硬气的冲击篮下,拿下了10分和湖人全队在加时赛中得分持平。这样的杰伦.格林你敢相信他是新秀?即便是新秀,也是最佳新秀。
本赛季的最佳新秀之争中,他和康宁汉姆以及小瓦格纳也都被视为是最大的热门候选。相比于这几位竞争对手,其实杰伦.格林也有自己的优势,虽然本赛季一直以来的投篮都不算稳定,但在场上的拼劲和对于篮球的热爱的尽头绝对是本次选秀中所有新秀的翘楚。而且作为一位后卫,他的个人进攻能力堪称是一流,不管是冲击内线打篮下还是三分球和中距离,说他进入到半场之后就没有进攻死角也一点不为过。
看看如今俨然已经成为最佳第六人候选的克拉克森的精彩表现,看看骑士队这边虽然也不传球但仍可以对飚各路得分好手巨星塞克斯顿的超级数据,这些球员都是杰伦.格林的模板,在一些小技术上和篮球基本功以及身体素质上,杰伦.格林甚至还要更胜一筹。就像老詹所说的,在这支重建的球队,在这支年轻的球队,在这个不在乎赢球场数只管在比赛中打得酣畅淋漓打得开心的球队,格林的前景也许要超过他的这几位前辈。
而且事实上,在NBA还真有这样一个定律,那就是叫格林的球员一般都不会水掉,他们或许不会有以很高的顺位进入NBA,但他们大多数都会以励志的表现震慑这个联盟。而且,他们其中大多数都堪称是冠军球队的绝佳拼图。就拿如今NBA联盟活跃的“格林”们为例子吧,在勇士的追梦格林可能口碑并不算好,毕竟一些言论引发的争议着实是太大了,甚至用一句“你没来之前我们就已经总冠军了”彻底让杜兰特和这支传奇球队决裂。
但不可否认这位在球场上硬气的猛男在这支勇士中是无可替代的,别看他投篮不准别看他进攻拉胯,要知道本赛季他没有受伤之前勇士可一直高居西部第一,而在他伤缺这段时间,球队开始不断滑坡,不管是进攻的运转还是防守都有了明显的缺漏,哪怕是已经过了而立之年,格林对于这支球队的影响还是非常巨大的。
而另外一位冠军拼图则是丹尼.格林,这位跟随湖人马刺和猛龙都拿到过总冠军的NBA历史上都算是顶级的3D目前依然在追随着自己的总冠军梦想,也许三分不如当年准了,也许防守不如当年那般强硬了,但经验和更衣室领袖地位,都足以让他帮助哈登和大帝这对超强组合在季后赛中披荆斩棘。
最后,说一位火箭球迷都很熟悉的九指神扣吧,杰拉德.格林,这位昔日的顶级扣将,也曾在休斯敦火箭留下过无数美好回忆的球员如今已经淡出了球迷们的视野。但当年哈登带队的巅峰时刻,在火勇大战的关键场面上,他也曾用一颗又一颗精准的三分球让勇士的球迷有种倒吸凉气的感觉,而且打球激情四射的他总是可以焕发队友和球迷心中那股子热血。
有这些位“格林”们的“前车之鉴”和保驾护航,我们也有理由相信杰伦.格林可以打出一片天地呢?一场对阵湖人的胜利,一场对阵老詹的爆发,足以让他在最佳新秀的竞选中拔得头筹,火箭这个赛季输掉了无数场比赛,但也有收获,他们赢得了未来,赢得了燎原之火。


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