機動車因爆胎引發的事故屢見不鮮,如何減少爆胎造成重大車禍是大家一直關注的問題。如今,新研發了一種可“自愈”的橡膠,采用這種橡膠,輪胎爆胎后可以在機動車行進中自我修復,并像天然橡膠一樣強韌,極大提高機動車的整體安全,并有助于減少交通事故。
據悉,哈佛技術開發辦公室已經為其提交了專利申請,目前正在積極尋求商業化機會。
據吳金榮介紹,此前哈佛大學約翰•保爾森工程與應用科學學院(以下簡稱SEAS)的研究人員已開發了一種自愈水凝膠,通過摻入水來促進可逆鍵的愈合。
干燥材料如橡膠的工程自愈性能卻很難實現,因為它們是由永久共價鍵連接的聚合物制成,共價鍵雖然非常強大,但一旦破裂,就永遠不會重新連接起來。
為此,吳金榮及兩位同事聯合哈佛大學博士后研究員蔡立恒一起,決定研發一種具有共價鍵和可逆鍵的混合橡膠。由于這兩種鍵像油和水一樣難以混溶,研究人員開發了一種分子繩來將它們結合在一起,允許它們在分子尺度上均勻混合,從而制造出一種透明、堅韌、可以“自愈”的橡膠。
“我們使用互相交聯的隨機支化聚合物,成功在分子尺度上把氫鍵和共價鍵綁在了一起。這項技術有著廣泛的應用潛力,例如用于制造可自行修復的輪胎,受損后無須立即更換,有助于降低事故風險。”
據了解,這種新型“自愈”橡膠受到拉力時,會出現網狀紋路,形似裂紋但不會完全裂開,保持著一些纖維狀的連接物。網狀紋路能分散拉力,防止材料出現無法修復的嚴重斷裂。拉力消失后,橡膠會恢復原來的形狀,并保留約30%的抗拉強度。