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科学家们发清楚一种名为“玻璃凝胶”的新型资料,这种资料虽然含有50%以上的液体,但却极端坚硬且不易割裂。加上玻璃凝胶易于分娩,这种资料希望利用于众种周围。
凝胶体和玻璃态鸠集物是原来被视为天渊之别的两类资料。玻璃态鸠集物质地坚硬,一般比力脆。它们用于缔制水瓶或飞机窗户等物品。凝胶(如隐形眼镜)含有液体,柔和而有弹性。
“咱们创造了一类被称为玻璃凝胶的资料,这种资料和玻璃鸠集物相同坚硬,但借使施加足够的力,它能够拉伸到原本长度的5倍,而不会断。”这项磋商论文的通信作家、北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程系教导迈克尔·迪基(Michael Dickey)说,“更紧张的是,一朝资料被拉伸,你就能够通过加热使其克复原状。别的,玻璃凝胶的外外具有很强的粘性,这正在硬质资料中并不众睹。”
该论文的配合第一作家、北卡罗来纳州立大学博士后磋商员王美香说:“玻璃凝胶的一个环节特性是,它们的液体含量领先50%,这使得它们比物理个性相当的普及塑料更能高效导电。研商到这些资料所具有的很众独个性子,咱们对它们的用处感触乐观。”
玻璃态凝胶,顾名思义,现实上是一种团结了玻璃态鸠集物和凝胶最诱人个性的资料。为了缔制玻璃态凝胶,磋商职员开始将玻璃态鸠集物的液态前体与离子液体搀和。将这种搀和液体倒入模具中,显现正在紫外线下,使资料固化。然后移除模具,留下玻璃状凝胶。
“离子液体是一种溶剂,就像水相同,但全体由离子构成,”迪基说,“一般正在鸠集物中增加溶剂时,溶剂会推开鸠集物链,使鸠集物变得柔和、可伸长。这即是为什么湿隐形眼镜柔和,而干隐形眼镜不柔和的源由。正在玻璃态凝胶中,溶剂会将鸠集物分子链推开,使其像凝胶一
样具有拉伸性。然而,溶剂中的离子会热烈吸引鸠集物,从而滞碍鸠集物链搬动。链条无法搬动就使其成为玻璃状。最终的结果是,因为吸引力的用意,资料变得坚硬kb,但因为分外的间距,资料依旧或许拉伸。”
磋商职员展现,玻璃凝胶能够用各类区别的鸠集物和离子液体系成,但并非通盘种别的鸠集物都能用于缔制玻璃凝胶。
迪基说:“带电或极性的鸠集物希望用于玻璃凝胶,由于它们会被离子液体吸引。也许玻璃凝胶最吸引人的特性即是它们的粘性,由于固然咱们晓畅是什么让它们变得坚硬和可拉伸,但咱们只可料想是什么让它们如许具有粘性。”
正在测试中,磋商职员展现,玻璃状凝胶纵使含有50%~60%的液体,也不会蒸发或变干。他们还以为,玻璃凝胶易于缔制,因而希望获得现实利用。
迪基显示:“缔制玻璃态凝胶是一个轻易的经过,能够通过正在任何类型的模具中固化或3D打印来告终。大大批具有相似死板本能的塑料都哀求缔制商将鸠集物动作原料举行分娩,然后将鸠集物运输到另一个工场,正在那里鸠集物被熔化并变成最终产物。咱们很怡悦看到何如运用玻璃凝胶,并容许与团结家沿途确定这些资料的利用。”该磋商宣布正在6月19日的《自然》杂志上。