塑膠也會自我療傷 (宋宜真 報導)
你可見過電影中一些奇形怪狀的生物，受傷後傷口又能自行復合的場
景嗎？現在，這種現象竟然要發生在塑膠身上！
由於聚合物具備了高強度、抗溶解和絕緣的特性，使得它的應用範圍
十分廣泛。現在，科學家又製造出一種具備獨特功能的聚合物：它不
需借助外力便可自我修復。根據2002年3月1日《科學》雜誌上的報導
，這種新的塑膠材質一旦出現裂痕，只需要利用升溫和降溫，便可無
限次地修復。
之前曾有其他的材料利用其他的方法來達到自我修復。它們灑上一些
微小的管子或盒子，當材料破裂時，這些小東西也會跟著被打破，此
時裡面的膠水和催化劑就會釋放出來，重新建構化學鍵。不過這方法
終會失效，因為它禁不起材料一次又一次地碎裂。
加州大學洛杉磯分校的Fred Wudl等人，則發展出一種具有特異功能
的塑膠；在室溫之下，該聚合物既堅固透光性又高，其機械特性就與
商業用的合成樹脂相似。當它的溫度上升到120 oC以上，其個體單位
（稱為單體(monomer)）之間的連結便開始斷裂；而冷卻之後，這些
連結就會重新連結起來。
我們可以用魔鬼粘氈(Velcro strips)來理解。在室溫之下，它有魔
鬼粘氈般糾結的構造，一旦溫度高達120 oC，這結構就會彼此分離；
而只要溫度降低，它們就會重新結合成新的構造。這是因為該結構將
近1/3會在120 oC時斷裂，並產生為數眾多黏稠的尾端；這些黏稠尾
端會彼此相連，最後將裂縫覆蓋住。
這種類似魔鬼粘氈的構造，會在不同的分子間以強力的化學鍵產生連
結。每一種分子會形成數種化學鍵，最後結成一個高強度的交叉連鎖
網。這樣的材料應用範圍很廣，從矽晶片的保護到自我修復窗戶的製
造都派得上用場。
此外，這塑膠薄板的修復過程可以重複無數次。不過，當然啦，修復
過的塑膠肯定是無法完好如初的，它會在裂過的地方留下一道疤痕，
其強度也不及原本的一半。但它具有的自我復原的特性，仍是令人印
象深刻的。
最後，它還有一項優點。該種塑膠在破裂過3次之後，其強度只比破
裂過2次稍微小一點。這意味著，只要破裂過1次，之後不管再破裂幾
次，其退化的程度將變得十分緩慢。
雖然這不是第一個具有自我修復機制的塑膠，但它的確是第一個能夠
再造原子和整體分子群強力連結的塑膠。而這麼一來，這塑膠還真像
個活生物呢！
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