1+1=10 新材料韧性和弹性强强组合

展全思梦 2025-11-09 12:47:54

1+1=10 新材料韧性和弹性强强组合

1+1=10 新材料韧性和弹性强强组合 字体： 小 中 大 分享到： 1+1=10 新材料韧性和弹性强强组合 2022-02-23 09:08:24 来源：科技日报

据最新一期《自然材料》报道，美国研究人员创造了一种可拉伸且非常坚韧的新材料。这种新材料属于更广泛的离子凝胶类别，这是一种含有盐的聚合物网络，这些盐在室温下是液体，这些盐被称为离子液体。

北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程教授迈克尔·迪基(Michael Dickie)和他的合作者已经生产出近70%的液体离子凝胶，这种凝胶具有优异的机械性能。它们非常坚韧，变形后很难折断。它们也很容易制作和加工，并且可以3D打印。

"水凝胶是一种相当常见的含水聚合物网络。"迪克说，“比如隐形眼镜就是水凝胶。然而，离子凝胶比水凝胶有一些优点。离子液体不会像水一样挥发，所以不用担心离子凝胶会干透。离子凝胶还具有电和热稳定性以及良好的导电性。”

为了制造新的离子凝胶，研究人员从聚丙烯酸(常用于婴儿尿布)和聚丙烯酰胺(常用于隐形眼镜)单体入手，在离子液体溶液中用紫外线将其共聚。换句话说，他们将聚丙烯酸和聚丙烯酰胺的成分放入离子液体中，然后用光照射，产生含有单体和离子液体本身的共聚物。

Dicky表示，最终的结果明显优于两种材料的平均值，就像“1+1得10”，制成的凝胶具有聚丙烯酸的拉伸性能，甚至优于聚丙烯酰胺。就韧性而言，比软骨要好。然而，离子凝胶和水凝胶之间的差异使其有利于不同的应用。

此外，Dickie团队创造的离子凝胶还具有自愈和形状记忆的特性。两片离子凝胶可以粘合在一起，加热后再次形成牢固的粘合。同样，离子凝胶可以变形为暂时的新形状，加热后会恢复原状。所需的热量取决于材料预期“愈合”或恢复正常形状的速度。当暴露在60摄氏度的高温下，这些动作只需要几十秒钟。

Dickie说:“我们很高兴使用广泛可用的聚合物来制造具有真正优异性能的东西。它非常容易制作，只需要光照就可以了，而且离子凝胶的特性可以通过控制共聚过程中各组分的比例来调节。”(记者张)据

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