理研高分子薄膜材料有望用于人造肌肉

 日本理化学研究所宣布，开发出了受到光线照射后可像肌肉一样机械运动的高分子薄膜材料。这种高分子材料为“聚合物刷（PolymerBrushes）”的一种，具有由一条主链高密度分支出长侧链的构造。在侧链中嵌入受到光线照射后构造会发生变化的偶氮苯分子（由两个氮连接两个苯环构成的化合物），利用施加热和压力的“热压法”加工将高分子材料制成薄膜状。该材料在受到紫外线（波长360nm）照射后会大幅弯曲，在受到可视光线（波长480nm）照射后会复原。

    高分子材料的制作过程如下。先将侧链上具有偶氮苯分子的聚合物刷加热至130℃，然后在115℃下保持1小时后冷却至室温，**后加工成宽5mm、长6mm、厚10μm的薄膜。将在进行热压时为了便于剥离而导入的聚四氟乙烯片材加到了这种高分子材料之中。在聚四氟乙烯片材的影响下，聚合物刷的方向呈现出规则统一的特殊方向性构造。在光的照射下偶氮苯分子的构造变化会统一为一个方向，因此会引起薄膜弯曲的宏观变形。

    理研采用大型光辐射设施“SPring-8”对该高分子材料的特殊方向构造进行了研究。结果表明，聚四氟乙烯片材表面上存在的一维碳分子的方向性信息被聚合物刷捕捉，聚合物刷由此组成了二维矩形晶格，形成了规则性的三维聚集构造。

    这种高分子材料可应用于通过光线来运动的人工肌肉等。此外，如果运用可使功能分子大面积规则聚集化的技术，还能够由功能分子将电子从薄膜表面运送至里面，有望开发出高效率的有机薄膜太阳能电池等。