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凝胶和玻璃处于资料光谱的两头,但北卡罗来纳州立大学(NCSU)的工程师们开荒出了一种新型玻璃凝胶,它既褂讪又柔韧,还具有粘性和自愈性。
玻璃鸠合物是一种塑料,具有形似玻璃的性子--强度高、硬度大、刚度高,但往往也比拟脆,要是试图弯曲或拉伸就会断裂。凝胶则柔嫩而有弹性,但也很柔弱。现正在,北卡罗来纳大学的钻探小组开荒出了一种新资料,它集合了这两种资料的利益。
该钻探的通信作家迈克尔-迪基(Michael Dickey)说:咱们创造了一类被称为玻璃凝胶的资料,这种资料和玻璃鸠合物相通坚硬,但要是施加足够的力,它可能拉伸到从来长度的五倍,而不会断裂。更要紧的是,一朝资料被拉伸,你可能通过加热使其克复原状。其它,玻璃凝胶的外观具有很强的粘附性,这正在硬质资料中并不众睹。
为了筑制玻璃状凝胶,钻探小组将玻璃状鸠合物的液态前体分子与离子液体集合正在沿途。然后将混杂物倒入模具中,揭露正在紫外线下使其固化,终末从模具中取出。这种离子液体起着溶剂的功用,使资料同时具有玻璃和凝胶的功效。
迪基说:往往环境下,当你正在鸠合物中到场溶剂时,溶剂会推开鸠合物链,使鸠合物变得柔嫩、可拉伸。正在玻璃凝胶中,溶剂会将鸠合物分子链推开kb,使其像凝胶相通可拉伸。然而,溶剂中的离子会剧烈吸引鸠合物,从而不准鸠合物链挪动。链条无法挪动就使其成为玻璃状。最终的结果是,因为吸引力的功用,资料变得坚硬,但因为特殊的间距,资料依旧可以拉伸。
假使按重量计划,这些玻璃凝胶的液体含量突出 54%,但它们的断裂强度抵达 42 兆帕、韧性抵达 110 兆焦耳/立方米、屈膝强度抵达 73 兆帕、杨氏模量抵达 1 千兆帕。钻探小组说,这些数据与聚乙烯等热塑性塑料类似,但与这些资料差异的是,它们还能被拉伸至原始长度的五倍。
玻璃凝胶的其他利益还网罗可以自我修复,只消稍微加热就能克复原状。它们的高液体含量也使它们成为更有用的导电体,况且它们的外观还具有粘合性,但钻探小组并不所有显现此中的来由。最有效的是,这些玻璃凝胶相当容易筑制。
筑制玻璃态凝胶是一个简陋的经过,可能通过正在任何类型的模具中固化或 3D 打印来告竣,迪基说。大大都具有形似死板职能的塑料都必要筑制商将鸠合物行动原料举办坐蓐,然后将鸠合物运输到另一个工场,正在那里鸠合物被熔化并酿成最终产物。
到目前为止,钻探职员还不确定这些玻璃凝胶可以会有哪些利用,但他们坚信,这种新资料具有一系列令人感有趣的性子,最终可以会被声明格外有效。