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。最近，浙江大学化学工程与生物工程学院谢涛教授课题组（第一作者：博士生郑宁，共同通讯作者：赵骞副教授）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。

图1.通过剪纸技术制造复杂形状形状记忆PU（标尺：5mm）

热固性聚氨酯是一种用途及广的聚合物材料，一直被认为难以永久变形（即难以重新加工利用）。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。

图2.在红外光照射下，材料从平面变成金字塔型，5倍的播放速率

图3.在红外光照射下，材料从金字塔型变成平面（5倍的播放速率）

图4.在红外光照射下，材料从平面型变成三维拉伸造型（5倍的播放速率）

该项研究工作题名为《Thermoset Shape-MemoryPolyurethane with Intrinsic Plasticity Enabled by Transcarbamoylation》，近期发表于《Angew.Chem. Int. Ed.》（DOI: 10.1002/anie. 201602847），且被选为该期刊的VeryImportant Paper与当期的内封面导读。更多内容请访问www.pusino.com