北卡罗来纳州立大学
研究人员创造了一种非常有弹性且极其坚韧的材料
该材料是一种离子凝胶，它是一种聚合物网络，含有在室温下为液体盐
这种新材料具有聚丙烯酸的拉伸性，并且比聚丙烯酰胺更强
就韧性而言，它比软骨要好
新材料的一个标签，显示在左下角，在这个图像中显示支持一个重量
鸣谢:北卡罗来纳州立大学王美香分校 研究人员创造了一种新材料，这种材料具有很强的延展性和极强的韧性
“可以变形，但难以断裂或撕裂的材料是理想的，”迈克尔·迪基说，他是这项工作的一篇论文的合著者，也是北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程的卡米尔&亨利·德雷福斯教授
“自然擅长这个；以软骨为例
但是，工程合成材料具有这些特性一直很困难，这使得我们在这里的工作令人兴奋
" 新材料属于更广泛的离子凝胶类别，这是一种聚合物网络，含有在室温下为液体的盐
这些盐被称为离子液体
Dickey和他的合作者已经制造了将近70%是液体的离子凝胶，但是具有显著的机械性能
也就是说，它们很坚韧——这意味着当你使它们变形时，它们会消耗大量的能量，使它们很难折断
它们也很容易制作，容易加工，你可以3D打印它们
“水凝胶是含有水的聚合物网络，相当普遍，”Dickey说
“例如，隐形眼镜是水凝胶
但是离子凝胶比水凝胶有一些优势
离子液体不会像水一样蒸发，所以你不必担心离子凝胶会变干
离子凝胶也是电和热稳定的，并且导电良好，为未来的应用带来了一些有趣的机会
" 为了制造新的离子凝胶，研究人员从聚丙烯酸(用于婴儿尿布)和聚丙烯酰胺(用于隐形眼镜)的单体开始，并使用紫外光在离子液体溶液中共聚它们
换句话说，他们将聚丙烯酸和聚丙烯酰胺的成分放入离子液体中，并照射到离子液体上，产生了一种包含单体和离子液体本身的共聚物
“最终结果明显优于两种材料的平均值，”迪基说
“这就像1+1加10
所得凝胶具有聚丙烯酸的拉伸性，甚至比聚丙烯酰胺更强
就韧性而言，它比软骨要好
但是离子凝胶和水凝胶之间的差异使得它们有利于不同的应用
" 此外，Dickey团队创造的离子凝胶还具有自我修复和形状记忆特性
你可以把两片离子凝胶粘在一起，加热，它会重新形成一种牢固的结合
出于同样的原因，你可以将离子凝胶变形为一个临时的新形状，但当它受热时会恢复到原来的形状
所需的热量取决于你希望材料“愈合”或恢复正常形状的速度
当暴露在60摄氏度的温度下时，这些动作只需要几十秒钟
“我们很兴奋，我们已经做出了具有真正非凡性能的东西，可以很容易地制造出来——你只需要用光照射它——使用广泛可用的聚合物，”Dickey说
“你可以通过控制共聚过程中的成分比例来定制离子凝胶的特性
“我们已经与一个行业合作伙伴合作，并愿意与其他合作伙伴一起开发这种新型离子凝胶的应用
" 这篇题为“通过原位相分离获得坚韧且可拉伸的离子凝胶”的论文即将发表在《自然材料》杂志上
这篇论文的第一作者是王美香，他是北卡罗来纳州立大学的博士后研究员，也是西安交通大学的研究员
这篇论文是由穆罕默德·沙姆西博士合著的
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北卡罗来纳州的学生；雅各布·泽伦，北卡罗来纳州立大学的合作者；Vi Khanh Truong，北卡罗来纳州立大学访问学者，隶属于墨尔本皇家理工大学；北卡罗来纳州立大学博士后研究员马振宇；西安交通大学的张和胡建；和内布拉斯加林肯大学的钱文
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