Обзор полимеров и композитов с памятью формы: механизмы, материалы и применения

На протяжении последних десятилетий интерес к полимерам с памятью формы (ППФ) сохраняется, и значительные усилия были направлены на разработку ППФ и их многофункциональных композитов. Как класс полимеров, реагирующих на внешние стимулы, ППФ способны возвращаться из запрограммированной временной формы в исходную под воздействием внешних стимулов, таких как свет, тепло, магнитное поле и электричество. Введение функциональных материалов и наноструктур позволяет получать композиты полимеров с памятью формы (КППФ), характеризующиеся значительной восстанавливаемой деформацией, улучшенными механическими свойствами и управляемым дистанционным приведением в действие. Благодаря этим уникальным особенностям КППФ имеют широкие перспективы применения во многих областях, включая аэрокосмическую технику, биомедицинские устройства, гибкую электронику, мягкую робототехнику, массивы элементов с памятью формы и 4D-печать. В настоящей работе представлен всесторонний анализ механизмов восстановления формы, многофункциональности, применений и последних достижений в области ППФ и КППФ. В частности, обсуждается сочетание функциональных, обратимых, многократных и управляемых процессов восстановления формы. Кроме того, рассмотрены уже созданные изделия из таких материалов. Наконец, предложены потенциальные направления дальнейшего развития ППФ.