芝加哥大学艾米丽·艾什福德 PME的研究人员开发了一种新的凝胶材料(白色),这种材料模仿骨骼，在受到振动时会变得更强，这可能会产生新的粘合剂和更好的将植入物整合到体内的方法
信用:Z
王等
/自然材料 骨骼不仅仅是一种固定的材料——它是一组动态的结构，可以根据它们必须支撑的载荷来调整它们的质量和强度
开发这种适应性材料一直是科学家的梦想
现在，芝加哥大学普利兹克分子工程学院(PME)的科学家们第一次开发出了一种凝胶材料，这种材料在受到振动时会增强
科学家们不仅能够通过振动使这种材料的强度提高66倍，他们还能够只加强暴露在运动中的区域
这种特异性可以带来新的粘合剂和更好的将植入物整合到体内的方法
该结果发表在2月22日的《自然材料》杂志上
“其他所有材料在振动时都会变弱，”阿索克说
教授
领导这项研究的亚伦·埃塞尔-卡恩
“这是我们第一次逆转这一过程，表明一种材料可以通过机械振动来增强自身
" 在材料内形成第二网络 当埃塞尔-卡恩和他的团队开始思考如何开发适应性材料时，他们试图利用压电效应，这种效应赋予某些材料响应机械应力产生电荷的能力
他们提出，这样的电荷可以在物质内部引发反应并强化物质
但事实证明，对机械压力做出正确的反应是很困难的
研究小组测试了几十种不同的化学物质，最终找到了有效的化学物质:一种混合了硫醇烯反应器和氧化锌压电颗粒的聚合物凝胶
当材料振动时，粒子传递能量并产生硫醇烯反应，这导致材料中的成分交联
这种交联本质上在材料内部形成了第二个网络，强化了材料
虽然这种材料最初是一种柔软的胶原质材料，但随着振动的增加，这种材料的强度越来越大
研究小组能够将材料的强度提高到原来的66倍，最终得到一种接近骨骼内部硬度的材料
埃塞尔-卡恩说:“就像骨头一样，这种材料的强度达到了我们赋予它的能量。”
不仅如此，这种材料并不只是在整个过程中增强——它有选择地在压力更大的特定区域增强自身
创造出与身体融为一体的新型粘合剂 这种有选择的强化可能会导致材料有选择地变硬——以及一种设计结构的新方法
也许它可以成为随着年龄增长而变得更坚固的建筑的一部分，或者用来在飞机上把材料粘在一起
埃塞尔-卡恩说:“粘合剂可能会受此影响很大。”
“粘合剂几乎总是材料的失效点
这可能导致专门的粘合剂，粘附和设置更好
" 该小组正在研究如何使用这种材料来更好地将人造材料整合到人体中——例如，在髋关节植入物中
埃塞尔-卡恩说:“没有两个人是一样的，像这样的材料是我们开始制造与生物学中发现的材料行为相同的材料的方式。”
论文的其他作者包括博士后研究员王召、王军和赛卡特·曼纳；研究生Jorge Ayarza前研究生研究员Tim Steeves和西北大学的胡紫英
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