东京大学的研究人员开发出了一种创新塑料，它的强度和弹性超过了目前的标准类型，并且在加热时具有自愈特性。这种材料还具有形状记忆和部分生物可降解性，是将分子聚龙沙烷融入环氧树脂玻璃树脂的结果。这种新型塑料被命名为 VPR，由于内部化学键牢固，在低温下仍能保持其结构。

东京大学的研究人员开发出了一种名为 VPR 的多功能新型塑料，与传统塑料相比，这种塑料更坚固、更有伸缩性，并能通过热量自我修复。它可以在高温下重新塑形，并能在海水中进行部分生物降解。这种创新材料可以彻底改变各行各业的资源循环和废物减量，为实现可持续发展目标做出贡献。该团队正在探索其在工程、制造、医药和时尚领域的实际应用。

一只折纸仙鹤在被压扁后通过加热恢复了其复杂的形状。图片来源：2023 年，安藤翔太

然而，当温度超过 150 摄氏度时，这些化学键就会重新结合，材料就会被改造成不同的形状。加热和使用溶剂可以将 VPR 分解为原始成分。在海水中浸泡 30 天后，生物降解率也达到 25%，聚碳酸酯分解成海洋生物的食物来源。这种新材料可在工程、制造、医药和可持续时尚等领域广泛应用，促进循环经济，实现资源再循环，减少浪费。

尽管全球都在开展遏制塑料使用和浪费的运动，但人们还是难以避免塑料这种无处不在的材料。从玩具和服装、家居用品和电子产品，到车辆和基础设施，如今我们使用的几乎所有物品中似乎都有塑料。

用手术刀划伤深度为 0.1 毫米的 VPR 表面，在用热风枪加热到 150 摄氏度后，60 秒内就能完全愈合。资料来源：2023 年，安藤翔太

塑料虽然有用，但其生命周期和废弃处理却存在许多问题。开发使用寿命更长、更易于重复使用和回收、或由环保材料制成的替代品，是帮助解决这些问题和实现联合国可持续发展目标的关键。

有鉴于此，东京大学的研究人员在环氧树脂玻璃聚合物的基础上创造出了一种更具可持续性的塑料。玻璃聚合物是一类相对较新的塑料，在较低温度下坚固结实（就像用于制造耐热餐具的热固性塑料），但在较高温度下也能多次重复成型（就像用于制造塑料瓶的热塑性塑料）。

不过，它们通常比较脆，在拉伸很长时间后才会断裂。通过添加一种名为聚龙沙烷的分子，研究小组能够制造出一种经过大幅改进的产品，并将其命名为 VPR（含聚龙沙烷的玻璃聚合物 [PR]）。

在热板上加热到 120 摄氏度时，加入聚罗他烷和未加入聚罗他烷的玻璃纤维塑料的形状恢复测试（左）。资料来源：2023 年，安藤翔太

来自前沿科学研究生院的项目助理教授 Shota Ando 说："VPR 的抗断裂性是普通环氧树脂玻璃纤维的五倍以上。它的自我修复速度是普通玻璃树脂的 15 倍，恢复原始记忆形状的速度是普通玻璃树脂的两倍，化学回收速度是普通玻璃树脂的 10 倍。它甚至可以在海洋环境中安全地进行生物降解，这对这种材料来说是全新的。"

聚碳酸酯能够增强不同材料的韧性，因此越来越受到科学界和工业界的关注。在这项研究中，VPR 韧性的提高意味着可以创造出更复杂的形状，即使在低温下也能保持（例如本新闻稿提供的视频中的折纸起重机）。

安藤解释说："虽然这种树脂在室温下不溶于各种溶剂，但只要将其浸入特定溶剂中并加热，就能很容易地分解成原材料。在海水中暴露 30 天后，它还会发生 25% 的生物降解。相比之下，不含 PR 的玻璃纤维没有发生任何明显的生物降解。这些特性使其成为当今社会需要资源循环利用的理想材料。"

从工程到时尚，从机器人技术到医学，该团队预见到了 VPR 的实际应用和趣味应用。

"仅举几个例子，道路和桥梁的基础设施材料通常由环氧树脂与混凝土和碳等化合物混合组成。使用 VPR 后，这些材料将更易于维护，因为它们将更加坚固，并可通过加热进行愈合，与传统的环氧树脂不同，这种新材料坚硬但可拉伸，因此有望牢固地粘合不同硬度和伸长率的材料，例如汽车制造所需的材料。此外，由于它具有形状记忆、形状编辑和形状恢复能力，也许有一天，你也可以在家里用吹风机或蒸汽熨斗重新整理你最喜欢的衣服的轮廓"。

该团队下一步将与公司合作，确定其关于 VPR 的各种想法的可行性，同时继续在实验室开展研究。

安藤说："我一直认为，现有的塑料很难回收和处理，因为它们是按照用途细分的。如果我们能用这样一种材料解决世界上的许多问题，那将是非常理想的。"