名古屋大學利用光學成像方法,開發「不均質」樹脂設計技術

 

刊登日期:2021/9/16
  • 字級

名古屋工業大學於日前發表成功地開發了一項可以改變薄膜局部彈性率(硬度)之樹脂材料。研究團隊設計了一款結合熱架橋性官能基與光架橋性官能基的聚合物,將聚合物與架橋劑進行熱反應後,首先僅有熱架橋性官能基會反應,即可形成在室溫環境下呈現柔軟性、伸縮性的高自持性(Self-supporting)彈性體薄膜(Elastomer Film)。接著再將薄膜照射紫外光,當光架橋性官能基產生反應後,促使架橋密度與玻璃轉移溫度產生變化。

當彈性體的架橋密度高時,會形成高彈性率、低延伸性;而架橋密度越高,玻璃轉移溫度也隨之上升。此次透過分子設計,紫外光照射時的彈性率從0.1 MPa變動至66 MPa,相差了100倍以上。此外,由於藉由局部照射紫外光,可製作出不同部位有不同彈性率的薄膜,研究團隊利用可以調節狹縫(Slit)數量或面積的光罩,在薄膜面內予以圖案化(Patterning)製作出高彈性部位與低彈性部位。利用圖案化的樣式(圖案方向、圖案節距等),即可控制薄膜的延伸特性、斷裂特性等。在變形方向方面,確認水平圖案化可以自由設計出高變形部分與非變形部分,而垂直的圖案則可顯著抑制變形下的龜裂傳播,進而獲得難破壞材料。

進一步推動新技術發展的話,將可望在單一素材上個別調整需要的延伸特性或破壞特性,意即無須逐一進行各項合成階段,就能製作出具備所需力學特性的樹脂,進而減少能源、成本的消耗。


資料來源: https://www.nitech.ac.jp/news/press/2021/9142.html
分享