Если бумажный кораблик опустить в горячую воду, в течение нескольких секунд  он постепенно примет форму бумажного журавля. Ученые утверждают, что, если вложить в «память» кораблика конструкцию бумажного журавля, высокая температура поспособствует восстановлению памяти.

Такая бумага, созданная преподавателем химических технологий и биоинжиниринга Чжэцзянского университета, ученым государственного Плана тысячи человек Се Тао, является новым видом пластика, обладающего памятью формы, и представляет собой первую в мире бумагу, способную осуществлять комплексное изменение формы. Она способна поддаваться многократному внедрению формы в память и осуществлять многократные деформации.  

 Статья《Shape Memory Polymer Network with Thermally Distinct Elasticity and Plasticity》была опубликована онлайн в журнале «Science» 8 января 2016 года, после чего незамедлительно привлекла всеобщее внимание таких онлайн-изданий новостей, как «Уолл-стрит-джорнел» и «Наука», а также научно-популярного журнала «Популярная механика».

Пластмасса с памятью формы, научное название которой – полимер с памятью формы (shape memory polymer, SMP), является видом материала со специально заданными свойствами, способным временно фиксировать форму и восстанавливаться в исходное состояние под воздействием внешних раздражителей. Материал обладает большими перспективами в прикладном использовании в авиакосмической и биомедициоской отраслях, а также в технологии гибкой электроники. Се Тао утверждает, что материалы с эффектом памяти формы нисколько не новы, однако, они приобрели возможность упругой деформации, - временного изменения формы, в отличии от перманентного изменения формы ранее. На  микроизображениях видно, что в процессе деформации связь между молекулами не разрушается, другими словами, «традиционные материалы с эффектом памяти формы обладают перманентной памятью».

Каким же образом этот новый вид пластика подвергся внедрению сложной памяти формы? «В процессе конструирования материалов с эффектом памяти формы, мы добавили своего рода взаимозаменяемую ковалентную связь и реорганизовали межмолекулярную связь. В статье можно подробно изучить свойства этого нового, не имеющего себе подобных, материала, и также оценить его преимущества перед традиционными материалами с эффектом памяти формы. Этот материал является нашим крупнейшим новаторством в науке».

Се Тао разъясняет, что «введение взаимозаменяемой химической связи означает возможность рекомбинации всей молекулярной структуры, будто множество молекул танцуют групповой танец рука об руку, и, при относительно высокой температуре, молекулы будто бы меняются партнерами, таким образом создавая новое построение, и измененная форма заносится в постоянную память.  При относительно низкой температуре, молекулы не могут «отпустить руки», и, неважно как складывать, упругая деформация создает лишь временную форму».

Первый автор статьи профессор Чжао Цяньфу утверждает, что данный «обмен партнерами» позволяет новому виду пластика с эффектом памяти формы непрерывно подвергаться внедрению комплексного эффекта памяти формы. Более того, процесс «запоминания» новой формы – никак не стирание информации о предыдущем внешнем виде, а накладывание одной формы на другую, что называется аккумулятивным эффектом.   Использование эффекта такого рода дает возможность заготовить заранее комплексную форму, если возможности реализовать данную форму на момент необходимости нет.

Журнальный эксперт полагает, что «данное исследование в области полимеров с эффектом формы памяти – большой прорыв, из, по сути, глубокого понимания материала, до предоставления совершенно нового направления в моделировании и обработке данного материала».

До этого, пластмасса с формой памяти уже широко использовалась в изготовлении упаковок для напитков, произведении электрических проводов и кабельных систем. Однако, ограниченная производством пресс-формы, ранее данная техника могла осуществляться лишь из комплексной временной в изначальную перманентную простую форму.

В процессе практического применения, «простое в комплексное» и «комплексное в комплексное» имеют более высокую практическую ценность и перспективы применения, ученые ожидают скорейшего использования данного материала в биомедицине и технологиях гибкой электроники. «К примеру, после достижения цели сердечный стент сможет принимать комплексную трехмерную форму», - утверждает Се Тао.