柔而不软，塑而不僵：形状记忆聚合物新技术

形状记忆聚合物（SMP系统）是一种特殊材料，它们可以被弯曲或扭曲成一种形状构型，并一直保持这种构型，直到在特殊条件下可以恢复其原来形状（比如加热）。本来这种特性使其很适合其用于生物医学，比如根据患者的身体特征改变进入体内的导管或其它体内医用探头的的形状，以减少这些医学器件对人体的不良作用。但是，当前的形状记忆聚合物有一个很大的缺点，那就是为了使其保持固定形状，其中的高分子链必须玻璃化成僵硬的材料，这样就与人体组织的机械特性差异很大，限制了它们在生物医学上的应用。

最近美国雪城大学的生物化学工程系的科学家Patrick T. Mather及其团队，找到了一种简便的新方法来制备具有弹性的橡胶状的形状记忆材料。他们将两种具有不同熔点和玻璃化转变温度的高分子材料组合在一起，这样在给定的温度下，一种高分子使该材料保持柔软的橡胶特性，而另一种高分子则会结晶硬化以支持材料的形状变化。在实验中，前者是市售的热塑性聚氨酯，而后者则选用了熔点为56℃的聚（ε-己内酯）。该研究团队将两种聚合物的溶液同时通过静电抽丝技术在一个金属圆柱体上形成复合纤维垫，再将其压缩并加热成致密膜，做成狗骨的形状。当加热至80℃时该材料会扭曲，冷却后就得到了另一种形状。如果再次加热，此材料又会恢复成原来的形状。

通过选择不同的高分子材料组合，就可以控制得到一系列具有不同程度的刚度或硬度以及不同的转变温度的形状记忆体，可在很大适用范围内用于生物医学研究和检测治疗。除了前面提到的导管和探头，这种材料还可适用于近年来发展迅速的三维打印技术，以快速得到各种目标器件的原型。

这项研究成果发表于《ACS Macro Letters》上。

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsmacrolett.5b00106