【“超级果冻”材料诞生：高可压缩类玻璃超分子聚合物网络】
最近 ， 科学家们已经开发出一种全新的柔软而坚固的粘性材料 ， 这种材料在被汽车碾压后能够恢复到原来的形状 ， 或者举一个更自然的例子 ， 它会在被大象碾过后 ， 恢复原状 。
这种材料80%是水 ， 而非水的部分使其在被压缩时表现得像超硬玻璃 。 研究人员认为 ， 像这样的软材料首次表现出如此出色的抗压能力 。
研发该粘性材料的团队表示 ， 经过进一步的开发 ， 这种“超级果冻”材料可能会有很多实际的应用场景 —— 从用于软机器人到提高人体软骨替换物的灵活性 。
英国剑桥大学的化学家奥伦·谢尔曼说：“当含水量达到80%时 ， 你会认为它会像水球一样破裂 ， 但事实并非如此：它完好无损 ， 并能承受巨大的压力 。 这种水凝胶的性质似乎彼此不一致 。 ”
弹性水凝胶有很多特性 ， 这使得材料科学家对它们很感兴趣 ， 但它们通常在压缩时会被压碎 。 而这种“超级果冻”的不同之处在于 ， 它的分子结构和交联的方式 —— 两个分子通过化学键连接在一起 。
在这里 ， 被称为“瓜环”的桶状分子充当交联剂 ， 每个分子的空腔中都有两个客体分子 ， 就像分子手铐一样 。 通过这样做 ， 这些客体分子在原地停留的时间比平时更长 。
这意味着控制材料机械性能的聚合物网络连接更紧密 ， 能够更好地承受压缩 。 总的来说 ， 研究人员将其描述为“减缓”材料的动力学 ， 因此 ， 其性能范围可以从类似橡胶的状态到类似玻璃的状态 。
剑桥大学的化学家杰德·麦库恩说：“这种水凝胶能够承受压力的方式令人惊讶 ， 它和我们在水凝胶中看到的任何东西都不一样 。 我们还发现 ， 只需改变手铐内客体分子的化学结构 ， 就可以很容易地控制抗压强度 。 ”
虽然 ， 很多其他的水凝胶以其韧性和自我愈合而闻名 ， 但要承受1200公斤（2646磅）的汽车重量 ， 这是它们以前从未做过的 。
剑桥大学化学家、该研究的主要作者黄泽焕（音译）表示：“据我们所知 ， 这是第一次制造出玻璃状水凝胶 。 我们不仅仅是在教科书中写入了一些令人兴奋的新东西 ， 而且我们正在开启高性能软材料领域的新篇章 。 ”
这种材料的一种用途是作为水凝胶压力传感器 ， 用于实时监测站立、行走和跳跃等动作 。 它将能够变形 ， 并在恢复其原始形状之前进行测量 。
另外 ， 这种材料也可以用于生物医学和生物电子目的 ， 但还需要进一步的发展 。 尽管如此 ， 这个早期的演示显示了很多希望和可能性 —— 就像水凝胶科学的其他许多最新进展一样 。
研究团队告诉我们：“人们已经花了数年时间来制造类似橡胶的水凝胶 ， 但这只是事情的一半 。 我们又重新审视了传统的聚合物物理 ， 并创造了一种新的材料 ， 它跨越了从橡胶到玻璃的整个材料性能范围 ， 完成了整个蓝图 。 ”
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