“超级果冻”来了!80%是水,汽车碾压后仍完好无损

Chloe Ma

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研究人员开发出一种果冻状的材料,可以承受相当于一头大象的重量,然后完全恢复到原来的形状,尽管它有80%是水。

由剑桥大学的一个团队开发的这种柔软而坚固的材料,看起来和感觉就像一种软绵绵的果冻,但在压缩时却像一种超硬的防碎玻璃。

该材料的非水部分是一个聚合物网络,通过可逆的开/关相互作用结合在一起,控制着该材料的机械性能。这种“超级果冻”有广泛的潜在应用,包括软体机器人、生物电子学或甚至作为生物医学的软骨替代品。

“为了使材料具有我们想要的机械性能,我们使用交联剂,即通过化学键连接两个分子,”该研究的第一作者Zehuan Huang博士说,“我们使用可逆交联剂来制作柔软和有弹性的水凝胶,但制作坚硬和可压缩的水凝胶是很困难的。”

为了做到这点,研究团队使用葫芦丝的桶状分子来制作一种可以承受压缩的水凝胶。葫芦丝是交联分子,它将两个客体分子夹在其腔内,就像一个分子手铐。研究人员设计的客体分子在空腔内停留的时间非常长,这使聚合物网络保持紧密连接,使其能够承受压缩。

研究人员用这种材料制作了一个水凝胶压力传感器,用于实时监测人类的运动,包括站立、行走和跳跃。

科学家说:“据我们所知,这是第一次制成玻璃状水凝胶。我们在高性能软材料领域开启了新的篇章,这真的很令人兴奋。”

该研究论文题为"Highly compressible glass-like supramolecular polymer networks",已发表在《自然·材料》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:https://www.nature.com/articles/s41563-021-01124-x

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