剪纸作为中国的传统艺术，已经有一千五百多年的历史，是中国最为流行的传统民间艺术形式之一。剪纸艺术不仅能得到美丽的平面图案，特定的图案经“拉花”步骤后还可获得复杂三维立体结构。

聚氨酯的新发现：塑性剪纸

最近，浙江大学化学工程与生物工程学院谢涛教授课题组用剪纸拉花技术加工传统的热固性聚氨酯，获得了具有复杂三维结构的形状记忆聚氨酯。该技术有望用于构筑可变形超材料以及轻质高强支撑结构。该项研究工作近期发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》，且被选为该期刊的Very Important Paper与当期的内封面导读。

聚氨酯材料作为一类重要的工程塑料具有良好的弹性、耐粘结性、耐磨性、耐老化性，因此广泛用作泡沫塑料、弹性橡胶、油漆涂料等并应用于生产生活的各个领域。热固性形状记忆聚氨酯是一类应用广泛的变形材料，它能够固定临时形状并且在外界刺激下回复到原来初始（永久）形状，同时具有良好的热化学稳定性和优异的形状记忆性能。传统的热固性聚氨酯受到初始形状加工方法的限制，被认为是一种无法改变永久形状的聚合物材料。

而谢涛教授课题组发现氨酯键在催化剂作用下能发生可逆交换，导致聚合物网络的拓扑结构重排，而该催化剂同时为材料制备时所需的缩聚反应催化剂。这使得热固性聚氨酯的永久形状能被不断改变，具有本征塑性。在一定温度下，仅当材料受较大弹性形变时，才会产生明显的塑性形变。而剪纸拉花技术恰恰能在材料某些局部产生高形变量，从而在固态时永久改变材料形状。研究者认为这一发现将改变以往教科书对热固性聚氨酯的描述。

文章链接：

Tao Xie, et al, "Thermoset Shape-Memory Polyurethane with Intrinsic Plasticity Enabled by Transcarbamoylation," Angew. Chem. Int. Ed., 2016,  DOI: 10.1002/anie.201602847

谢涛教授简介：

浙大化学工程与生物工程学院教授、国家“千人计划”学者，Email：taoxie@zju.edu.cn

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研究兴趣：近年来从事多功能智能高分子材料基础及应用研究，在形状记忆高分子、质子交换膜、仿生智能高分子等方向取得了多项重要研究成果。

（本文信息来源：浙江大学网站；由e科网整理编辑）

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