在一項令人驚訝的發現中，研究人員創造了一種稱為「玻璃凝膠」的新型材料，它是半液體，但儘管具有玻璃的外觀，但很難破碎。
這些凝膠具有可拉伸性、具有奇特的粘合性，並且在切割後能夠“自我修復”，這些令人驚訝的特性使其比常用的塑料（硬而脆或軟且容易撕裂）具有更廣泛的應用前景。這項研究發表在《自然》雜誌。
「我們創造了一類稱為玻璃狀凝膠的材料，它與玻璃狀聚合物一樣堅硬，但如果施加足夠的力，可以拉伸至原始長度的五倍，而不是斷裂，」材料科學家邁克爾迪基說在北卡羅來納州立大學（NCSU）。
新型凝膠產品具有極強的抗穿刺能力
但與許多偶然的科學發現一樣，我們的目標從來不是創造一種全新的物質，當北卡羅來納州立大學研究員王梅香試驗由聚合物膨脹製成的材料時，他說。 F
王試圖製造可用於壓力感測器、其他醫療設備或機器人的可拉伸、穿戴式裝置。通過改變成分，王生產了一種凝膠，起初看起來像“普通的透明柔性塑料”，後來測試表明它非常堅硬，但不像其他常見塑料那麼脆。
「一旦我們意識到它們具有非凡的特性，我們立即投入研究以更好地了解它們，」迪基說。
玻璃狀凝膠由離子液體製成，離子液體與水類似，但完全由帶電粒子組成，使其能夠導電。當與聚合物前驅體混合時，液體推動聚合物鏈，使材料柔軟且有彈性。同時，離子也被聚合物鏈強烈吸引，防止它們分離並獲得特殊的自我修復能力。
「最終的結果是，由於吸引力，材料變得堅硬，但由於分子之間的空間，玻璃狀凝膠仍然能夠拉伸，即使它們由 50% 至 60% 的液體組成，」測試表明它們具有“巨大”的斷裂強度和韌性。
這種材料還可以“自我修復”，如果被切割就會重新形成，並且具有一種記憶功能，可以讓拉伸的凝膠保持其形狀，然後在加熱時收縮回原來的形狀。
雖然不尋常，但這種再生特性並不是特別新鮮，特別是在彈性凝膠狀材料。最近，科學家們成功地製造出了金屬、玻璃、太陽能板和混凝土等典型的剛性材料，這些材料在破裂時可以自行癒合。如果商業化，像這樣的材料在損壞時可以自我修復，可以幫助減少建築、電子和時尚領域的浪費。
但玻璃狀凝膠的非凡性質的奇怪組合是研究人員想要進一步探索的。
「也許玻璃狀凝膠最有趣的特性是它們的黏合性，」迪基說。 “我們了解是什麼讓它們變得堅硬和可拉伸，但我們只能推測是什麼讓它們如此粘。”
顯然，在實際使用這些凝膠之前，需要對「凝膠」進行進一步的測試和優化，但考慮到潛在的應用，迪基表示，堅韌的導電材料（如凝膠）可用於電池。
其他潛在用途包括 3D 列印類塑膠材料，使用比熔融加工更簡單的技術（目前用於從起始樹脂生產商業塑膠的方法）。這個過程通常涉及將產品運送到塑膠生產的每個階段的多個設施，而玻璃狀凝膠可以注入模具中並用紫外線固化，因此它們基本上只需要一盞燈。
但在進行應用之前，迪基表示，他的團隊希望更好地了解這些材料是如何形成的基礎知識，以及為什麼溶劑和聚合物之間似乎存在一種“神奇的關係”，從而創造了凝膠的獨特性能。
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文章發現了一種非凡的抵抗力，但可塑性和可自我修復的「玻璃凝膠」來自經濟情景。
這是在 Wed, 19 Jun 2024 20:04:20 +0000 在 https://scenarieconomici.it/scoperto-uno-straordinario-gel-vetroso-resistente-ma-malleabile-e-auto-riparabile/ 的報紙 “Scenari Economici” 上發表的文章的翻譯。