英國劍橋大學研究人員開發(fā)了一種柔軟而堅固的新材料,外觀和感覺就像軟軟的果凍,但其可承受相當于大象站在上面的重量,在壓縮時就像一塊超硬、防碎的玻璃。其還可完全恢復到原來的形狀,即使其80%的成分是水。
無論是軟的還是硬的、脆的還是強的,材料的行為方式取決于其分子結(jié)構(gòu)。有彈性的橡膠狀水凝膠具有許多有趣的特性,如韌性和自愈能力,使其成為研究的熱門主題,但制造能夠承壓而不破碎的水凝膠是一個挑戰(zhàn)。
該新材料的非水部分是聚合物網(wǎng)絡(luò),通過控制材料機械性能的可逆開/關(guān)相互作用保持在一起。這是第一次將如此顯著的抗壓性融入軟材料中。研究人員稱,玻璃狀水凝膠的成功研制,開啟了高性能軟材料領(lǐng)域的新篇章。
該研究的第一作者、劍橋大學化學系黃澤歡(音譯)博士說,為了制造具有所需機械性能的材料,研究人員使用了可逆交聯(lián)劑。
研究團隊使用稱為葫蘆脲的桶狀分子來制造可以承受壓縮的水凝膠。葫蘆脲就是一種交聯(lián)分子,它將兩個客體分子固定在其空腔中,就像一個分子“手銬”。研究人員設(shè)計的客體分子在空腔內(nèi)停留的時間比正常情況長,這使聚合物網(wǎng)絡(luò)保持緊密連接,使其能夠承受壓縮。
研究人員表示,在80%的水含量下,一般認為它會像水氣球一樣破裂,但事實并非如此,它仍保持完整并承受巨大的壓力。研究還發(fā)現(xiàn),簡單地改變“手銬”內(nèi)客體分子的化學結(jié)構(gòu),就可輕松控制抗壓強度。
為了制造類似玻璃的水凝膠,研究團隊為“手銬”選擇了特定的客體分子。改變“手銬”內(nèi)客體分子的分子結(jié)構(gòu)使材料的動力學顯著“減慢”,最終水凝膠的機械性能從橡膠狀變至玻璃狀。
“超級果凍”具有廣泛的潛在應用,包括柔性機器人、生物電子學,甚至作為用于生物醫(yī)學的軟骨替代品。在演示中,這種“超級果凍”材料可在汽車碾壓后也幸存下來。研究人員還制作了一個水凝膠壓力傳感器,用于實時監(jiān)測人體運動,包括站立、行走和跳躍。
目前,研究人員正在與工程和材料科學家合作,進一步開發(fā)這些材料以用于生物醫(yī)學和生物電子學。相關(guān)研究成果公布在《自然·材料》上。
總編輯圈點
80%都是水是什么概念?可以類比一下,我們?nèi)祟惖拇竽X差不多75%到80%都是水,其余一點成分才是脂肪和蛋白質(zhì),而大腦之脆弱,在堅硬顱骨的保護下依然“受不得丁點傷害”。本文中80%都是水的果凍材料,其主要功力在于結(jié)構(gòu)中的“分子手銬”,在汽車反復強壓下,它即便看上去還是個果凍,但分子動力學其實和玻璃已經(jīng)別無二致了。換句話說,它的問世讓人們擁有了一個柔軟的甚至可能觸感“咕嘰咕嘰”的、卻表現(xiàn)異常堅硬的高性能材料。(科技日報記者 張夢然)
-
1黑洞是如何形成的?黑洞的形成小常識要知悉
-
2諾貝爾發(fā)明了什么 有關(guān)諾貝爾小常識Mark下
-
3英國凍結(jié)英國廣播公司電視執(zhí)照費兩年 或使BBC現(xiàn)財政缺口
-
4“粒子束大炮”達到可工業(yè)化應用指標 推動ADS概念從夢想走進現(xiàn)實
-
5α-芳基丙酸類化合物制備更高效便利綠色 推進非甾體消炎藥發(fā)展
-
6遠望5號船中修技術(shù)改造順利完成 已有15年船齡
-
7江漢油田已累產(chǎn)氣超2000萬立方米 頁巖油勘探開發(fā)獲多項突破
-
830億年前火星上或存在一個液態(tài)海洋 或包含微生物生命
-
95G技術(shù)為醫(yī)療帶來哪些改變?遠程醫(yī)療通過5G技術(shù)賦能基層
-
10湯加海底電纜到底怎么了?海底電纜風險不只湯加有
-
防治胃中“幽靈”,科學認識幽門螺旋桿菌!
-
山西孝義盜采煤礦透水事故余波:當?shù)囟嗝賳T被查
-
西安:本輪疫情近三分之二患者已治愈出院
-
西安首次“零新增”,疫情已進入收尾階段
-
鄭州大學:2841名學生準備留校過年,繼續(xù)科研活動
-
香港道教聯(lián)合會會長湯偉奇逝世,林鄭月娥深切哀悼
-
專家:機動車長時間停放戶外要定期檢查 電瓶線路是否有問題
-
專家:機動車長時間停放戶外要定期檢查 電瓶線路是否有問題
-
萊萬多夫斯基力壓阿根廷球星梅西 蟬聯(lián)“世界足球先生”獎項
-
萊萬多夫斯基力壓阿根廷球星梅西 蟬聯(lián)“世界足球先生”獎項
-
冬奧村將于1月23日將開啟賽時閉環(huán)管理 為各國運動員提供保障服務
-
冬奧村將于1月23日將開啟賽時閉環(huán)管理 為各國運動員提供保障服務
-
第20屆亞洲杯女足賽:中國女足正式步入賽前沖刺期
-
第20屆亞洲杯女足賽:中國女足正式步入賽前沖刺期
-
英國凍結(jié)英國廣播公司電視執(zhí)照費兩年 或使BBC現(xiàn)財政缺口
-
英國凍結(jié)英國廣播公司電視執(zhí)照費兩年 或使BBC現(xiàn)財政缺口
-
柬埔寨成衣業(yè)年均增長率高達10% 成最主要出口商品
-
柬埔寨成衣業(yè)年均增長率高達10% 成最主要出口商品
-
我國快遞業(yè)務量達1083億件 行業(yè)內(nèi)外迎來更多機遇
-
我國快遞業(yè)務量達1083億件 行業(yè)內(nèi)外迎來更多機遇
-
“粒子束大炮”達到可工業(yè)化應用指標 推動ADS概念從夢想走進現(xiàn)實
-
α-芳基丙酸類化合物制備更高效便利綠色 推進非甾體消炎藥發(fā)展
-
遠望5號船中修技術(shù)改造順利完成 已有15年船齡
-
遠望5號船中修技術(shù)改造順利完成 已有15年船齡
-
來賓2022年社保繳費基數(shù)是怎樣的 快來認真看看
-
2022個人交社保一個月多少錢 職工社保繳費看過來
-
個人自費繳社保劃算嗎 自費繳納社保必知的小知識
-
參保人認真看下:失業(yè)期間社保怎么交
-
自己交社保為什么醫(yī)保不返錢 這一醫(yī)保常識Mark起來
-
國務院聯(lián)防聯(lián)控機制:將穩(wěn)步實施新冠病毒核酸20合1混采檢測技術(shù)
-
數(shù)據(jù)圖解丨2021年中歐班列開行15183列 共建“一帶一路”朋友圈繼續(xù)擴大
-
包頭稀土高新區(qū):盤活知識產(chǎn)權(quán),讓“知產(chǎn)”變“資產(chǎn)”
-
【新春走基層】第一書記的“年貨禮包”
-
原浙江省國資委副主任呂志良已任省總工會黨組書記
-
國際法院首位中國籍院長、改革先鋒史久鏞逝世,享年96歲
-
廣東珠海第三輪全員核酸檢測結(jié)果均為陰性
-
一家五口擠順風車上高速,杭州交警查處后派兩輛警車送回家
-
江歌母親:接受“訴劉鑫案”一審判決結(jié)果,決定不上訴
-
社保常識干貨區(qū):社保中斷繳費之前繳納年限會作廢嗎
-
社??ㄑa換卡常識區(qū):石家莊二代社??ǖ狡谌绾窝a換卡
-
天津市政府原顧問韓恩甲逝世,曾負責籌備原天津市證交所
-
去年四川GDP為53850.79億元,比上年增8.2%
-
2021年海南GDP為6475.2億元,同比增11.2%
-
大愛之城彰顯“鄭”能量
-
2022年1月18日西藏自治區(qū)新型冠狀病毒肺炎疫情情況
-
2021年邊境緝毒10.38噸,查獲偷渡人員4.79萬人
-
大范圍雨雪天氣將來襲 陜西河南部分地區(qū)有大雪
-
大范圍雨雪天氣將來襲 陜西河南部分地區(qū)有大雪
-
江漢油田已累產(chǎn)氣超2000萬立方米 頁巖油勘探開發(fā)獲多項突破
-
江漢油田已累產(chǎn)氣超2000萬立方米 頁巖油勘探開發(fā)獲多項突破
-
5G技術(shù)為醫(yī)療帶來哪些改變?遠程醫(yī)療通過5G技術(shù)賦能基層
-
5G技術(shù)為醫(yī)療帶來哪些改變?遠程醫(yī)療通過5G技術(shù)賦能基層
-
30億年前火星上或存在一個液態(tài)海洋 或包含微生物生命
-
30億年前火星上或存在一個液態(tài)海洋 或包含微生物生命
-
微視頻|零點后的她
-
保障春運期間安全用電
-
春運乘坐火車收下這份安全出行“秘籍”
-
2022年1月18日(0—24時)青海省新型冠狀病毒肺炎疫情情況
-
2022年1月17日(0—24時)青海省新型冠狀病毒肺炎疫情情況
-
民盟浙江省委會建議:成立縣域主播學院,推進農(nóng)產(chǎn)品直播帶貨
-
湯加海底電纜到底怎么了?海底電纜風險不只湯加有
-
中青寶違反上市公司信息披露管理辦法 深圳證監(jiān)局要求其責令改正
-
酒鬼酒2021年實現(xiàn)營業(yè)收入34億元 市場拓展穩(wěn)步推進
-
酒鬼酒2021年實現(xiàn)營業(yè)收入34億元 市場拓展穩(wěn)步推進
-
復星保德信人壽啟動增資計劃 增收不增利累計虧損超13億元
-
復星保德信人壽啟動增資計劃 增收不增利累計虧損超13億元
-
長威科技沖A接連失敗 年內(nèi)6家公司倒在注冊階段
-
長威科技沖A接連失敗 年內(nèi)6家公司倒在注冊階段
-
數(shù)據(jù)顯示:1月上旬全國白酒商品定基總指數(shù)上漲8.65%
-
數(shù)據(jù)顯示:1月上旬全國白酒商品定基總指數(shù)上漲8.65%
-
微軟擬687億美元收購動視暴雪 將成世界上收入第三高游戲公司
-
錢大媽在京門店全部關(guān)閉 一路狂奔掉進“內(nèi)卷”
-
錢大媽在京門店全部關(guān)閉 一路狂奔掉進“內(nèi)卷”
-
丘棟榮在管基金規(guī)?!翱s水” 是業(yè)績不好還是限購問題
-
丘棟榮在管基金規(guī)?!翱s水” 是業(yè)績不好還是限購問題
-
2022年1月19日山西省新型冠狀病毒肺炎疫情情況
-
吐槽被判侵權(quán),合理差評與惡意誹謗的邊界在哪?
-
浙江省人大代表提出復興古詩詞吟詠,將相關(guān)著作作為學校教材
-
北京昨日新增本土感染“1+1”,在海淀區(qū)和朝陽區(qū)
-
北京1月18日新增1例本土確診病例、1例本土無癥狀感染者和5例境外輸入確診病例、1例無癥狀感染者
-
2022年1月18日0時至24時遼寧新型冠狀病毒肺炎疫情情況
-
天津昨日新增本土確診病例14例,本輪疫情累計報告326例
-
重返TVB后王祖藍組隊回內(nèi)地交流,去年已出任首席創(chuàng)意官
-
GDP同比增長8.1%對股市形成切實利好
-
GDP同比增長8.1%對股市形成切實利好
-
投資者不應徹底放棄打新 應學會提高中簽新股收益率
-
投資者不應徹底放棄打新 應學會提高中簽新股收益率
-
銀行發(fā)行同業(yè)存單熱情不減 147家銀行申報發(fā)行同業(yè)存單
-
銀行發(fā)行同業(yè)存單熱情不減 147家銀行申報發(fā)行同業(yè)存單
-
國產(chǎn)劇《開端》掀起觀劇熱潮 時間循環(huán)玩出新花樣
-
國產(chǎn)劇《開端》掀起觀劇熱潮 時間循環(huán)玩出新花樣
-
已經(jīng)貸款了還可以貸款嗎 需要滿足哪些貸款條件
-
農(nóng)行信用卡面簽常識區(qū):農(nóng)行信用卡面簽需要什么材料
-
如何查醫(yī)??ㄓ囝~ 查醫(yī)??ㄓ囝~方式get起來
-
為什么借唄突然無法使用 借唄無法使用這些原因Mark起來
-
花唄最低還款可以嗎 花唄最低還款必知的小常識
-
中青報刊文:優(yōu)化整合“麻雀學校”,不以學生人數(shù)為唯一標準
-
央視《新聞1+1》關(guān)注:多地疫情,要防“物傳人”
-
八旬教師申訴35載獲無罪后申請賠償數(shù)次被駁,安徽高院受理申請
-
美國南加州臨床數(shù)據(jù):奧密克戎病例死亡率為德爾塔病例十分之一