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具反應性的聚合物:LED照射下能發熱的材料

許多研發新材料的方向是為了加快反應速度。具有更快催化速度的材料擁有廣泛的應用,包括從製藥,甚至到火星殖民等巨大範圍。

 

以色列本古里安大學的學者合作研發的新式反應性聚合物,實驗結果甫發表在《Nature Chemistry》期刊上。理學院化學系Yossi Weizmann教授專研可將光轉化為熱的金奈米粒子、Gabi Lemcoff教授則研究需受觸發的潛伏型催化劑。這兩位教授加上碩士生Nir Lemcoff花了兩年的時間找到一種新的聚合物,以及一種讓化學反應更快也更環保的催化機制。

 

Weizmann教授解釋:「將我的金奈米粒子加進Lemcoff教授研發的潛伏型催化劑的液態溶液中,金奈米粒子所產生的熱會觸發催化劑將液體變成固體。這個固體暴露於LED下時,會迅速加熱」。此固態聚合物在紫外光下具有彈性,受紅外線照射時則會變硬(請見資料來源連結中的影片)。Lemcoff教授表示,其研究團隊對於這些聚合物對光有反應時都感到很驚訝。

 

Nir Lemcoff藉由電腦輔助重複進行了一千次相同的實驗:將此聚合物暴露在光線下,每一次實驗中聚合物都升溫到相同的溫度,而且狀態非常穩定,其性質並未隨著時間退化。

 

這令人興奮的發現僅是個開端。當瞭解反應發生的原因之後,便能夠設計各式的新材料。Lemcoff教授給了一個天馬行空的例子:「若有一天人類在火星建了一個棲息地,由於當地氣溫很低,棲息地需要建在地下,但是又面臨缺電的問題。因此若這個棲息地的建築材料來自這些新聚合物,便可用低能量的光照讓這些聚合物升溫」。

 

此研究由以色列科學基金會所補助,以及祖克曼科學領袖計畫(Zuckerman STEM Leadership Program)的支持。

 

資料來源:

https://in.bgu.ac.il/en/pages/news/polymers_LED.aspx   https://www.dropbox.com/s/778izriqok4v1nw/SV%201.mp4?dl=0
https://www.dropbox.com/s/sjyem58ed3fwf7u/SV%202.mp4?dl=0  

更新日期 : 2023/06/09