扯不斷的橡皮筋?新型材料「玻璃凝膠」強韌可拉五倍長
(首图来源:北卡罗莱纳州立大学)
【文‧Emmastein】
只需改变些成分比例,一种名为玻璃凝胶的新型材料就诞生了,成分超过 50% 为(离子)液体,却与玻璃一样坚固,还具极强弹性,就像拉不断的橡皮筋。
与许多偶然发现的科学贡献一样,北卡罗莱纳州立大学材料科学团队原本目标并非制造全新物质,却在试验离子液体的过程找到具惊人机械性能的新型材料:玻璃凝胶(Glassy Gel)。
凝胶与玻璃状聚合物是属性完全不同的材料,凝胶含液体,柔软又有弹性,如隐形眼镜;玻璃状聚合物则坚固透明,通常用来制造水瓶、窗户等物品。
由聚合物长分子与离子液体混合组成的新型「玻璃凝胶」,却结合上述两种迥异材料各自优势特性,它与玻璃状聚合物一样坚硬,若施加足够的力,又可以将它拉伸至原始长度五倍且不会断裂。
更重要的是,就算玻璃凝胶被拉伸,也可透过加热恢复成原来形状,使断裂边缘的分子重新连接,且材料表面具高度黏合性,这对硬质材料来说很不寻常。
玻璃凝胶和其他材料的关键区别在于它含有超过 50% 液体,但不会蒸发或变干燥,还可用各种不同聚合物与离子液体制成,强度与拉伸度取决于混合物精确比例,其中带电或极性的聚合物因会被离子液体吸引,更有希望制出优良玻璃凝胶。
研究人员表示,玻璃凝胶非常适合用来建造软机器人抓握部位或可变形材料,由于玻璃黏胶生产过程相对容易,在电子、医疗设备等行业具广泛应用潜力。
新论文发表在《自然》(Nature)期刊。
【本文章由科技新报授权提供,更多精彩内容请详科技新报官网】