科學家打造“超級果凍”材料：在被汽車碾壓時能變得像安全玻璃一樣堅固

2021-11-26 14:26:14來源：cnBeta.COM 關鍵詞：新型材料材料市場閱讀量：23084

導讀：水凝膠引起了材料科學家的極大興趣。它們的高含水量使它們適合在人體中使用并使它們具有拉伸和自我修復的特性--可用于機器人、高級隱形眼鏡、人造組織和傷口愈合。

　　劍橋大學的科學家們已經開發出了一種可以承受住巨大力量的新型軟性材料。這種新型水凝膠被稱之為“超級果凍”，它使用了一種獨特的內部結構，類似于分子手銬以通過進入一種類似玻璃的狀態對壓縮進行反應，并使其能夠被汽車碾壓時不被壓碎。

　　水凝膠引起了材料科學家的極大興趣。它們的高含水量使它們適合在人體中使用并使它們具有拉伸和自我修復的特性--可用于機器人、高級隱形眼鏡、人造組織和傷口愈合。這項新研究的研究人員們試圖通過調整基本的分子結構來擴大這些能力。

　　該研究的論文第一作者Zehuan Huang博士表示：“為了使材料具有我們想要的機械性能，我們使用了交聯劑，即兩個分子通過化學鍵連接。我們使用可逆交聯劑來制造柔軟和有彈性的水凝膠，但制造堅硬和可壓縮的水凝膠是非常困難的，設計一種具有這些特性的材料是完全違背直覺的。”

　　為了實現這一目標，科學家們轉向了被稱為葫蘆絲的桶狀分子，它將成對的其他分子“拷”在其腔內。然后，他們使用了特別設計的分子，使其在這個空腔內停留的時間比平時更長，這具有保持網絡緊密聯系的效果并使其能從橡膠般的狀態變化到類似于超硬防碎玻璃的狀態。

　　據研究小組稱，這使得“超級果凍”能夠承受相當于一頭大象站在它上面的力量而不被壓碎。由于手頭沒有大象，該團隊通過用汽車碾壓這種材料來進行測試，其證明了它如何能夠恢復到原來的形狀。

　　負責領導這項研究的Oren A. Scherman教授指出：“在80%的含水量下，你會認為它會像水球一樣爆裂，但它沒有：它保持完整并承受巨大的壓迫力。水凝膠的特性似乎是相互矛盾的。”

　　科學家們還用這種新型材料制作了一個用于人類運動如站立、行走和跳躍的壓力傳感器。他們現在正在繼續開發這種材料以期使其適應生物醫學的應用如軟骨替代--以及潛在的軟機器人技術。

　　“據我們所知，這是第一次制造出類似玻璃的水凝膠。我們不僅僅是將新的東西寫進教科書，這真的很令人興奮，而且我們在高性能軟材料領域開啟了新的篇章，”Huang說道。

　　這項研究發表已發表在《Nature Materials》上。

　　(原標題：科學家打造“超級果凍”材料：在被汽車碾壓時能變得像安全玻璃一樣堅固)

上一篇：大阪大學開發用于遠距離、超安全量子通信的納米天線

下一篇：新紀錄：下一代串聯太陽能電池的轉換效率接近30%

我要評論

昵稱

匿名

文明上網，理性發言。（您還可以輸入200個字符)

表情

所有評論僅代表網友意見，與本站立場無關。

永太科技與寧德時代簽署《股權收購意向書》
永太科技公告，公司擬以發行股份方式購買寧德時代持有的永太高新25%股權并募集配套資金。此次交易，可以說是雙方合作的又一次關鍵變陣。通過“股權換股權”的巧妙設計，寧德時代與永太科技的綁定從業務和子公司層面，一舉躍升到了資本與上市公司層面，標志著雙方從邁向利益共同體。
永太科技寧德時代新型材料
2026-02-10 09:53:34
寧夏出臺“新型材料”產業高質量發展標準體系地方標準
加快建立完善寧夏自治區新材料產業高質量發展標準體系，近日，自治區工業和信息化廳、市場監督管理廳共同發布了《寧夏“六新”產業高質量發展標準體系第1部分：新型材料》。
新型材料電池材料
2022-11-06 09:10:21
研究人員從海膽結構中汲取靈感以制造更堅固的陶瓷泡沫
海膽的外骨骼是一種多孔固體(或“泡沫”)，從微觀結構上看，由具有實心邊緣或表面的開放式細胞構成，細胞之間的間隙使其變成多孔結構，從而生成一種比致密結構更具機械效率的材料。
陶瓷材料新型材料
2022-11-01 11:00:00
助力制造業前行，新型材料未來發展走向何方？
材料科學、新材料發展以及現有材料改進在資源稀缺與可持續發展方面具有至關重要的作用，未來，新型材料將會在我們的生產制造中扮演更為重要的角色。
新型材料信息材料新型建筑材料
2022-03-11 10:08:49
研究人員創造一種可感知、適應環境的人造材料
研究人員指出該新型人造材料的機械設計融合了自然界中材料所具備的三個主要功能——傳感、信息處理以及驅動或運動。
人造材料新型材料
2021-11-25 09:05:27
我國科學家發現材料非晶形成能力的新判據
研究團隊及其合作者分析了5700余種合金的X射線衍射(XRD)圖譜及其與非晶形成能力之間的關系，發現合金的非晶形成能力與XRD第一峰的峰寬(Δq)有明顯關聯。
材料新型材料
2021-11-22 13:09:32

版權與免責聲明：

凡本站注明“來源：智能制造網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-智能制造網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本站授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：智能制造網”。違反上述聲明者，本站將追究其相關法律責任。

本站轉載并注明自其它來源（非智能制造網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本站贊同其觀點或和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。如其他媒體、平臺或個人從本站轉載時，必須保留本站注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。如擅自篡改為“稿件來源：智能制造網”，本站將依法追究責任。

鑒于本站稿件來源廣泛、數量較多，如涉及作品內容、版權等問題，請與本站聯系并提供相關證明材料：聯系電話：0571-89719789；郵箱：1271141964@qq.com。