卡内基梅隆大学的乔斯林·达菲 左图:一个单一的液态金属纳米液滴与聚合物链接枝在一起
右图:从液态金属液滴的氧化层嫁接的聚合物刷示意图
学分:卡内基梅隆大学 卡内基梅隆大学的一组聚合物化学家和工程师开发了一种新的方法，可以用来制造一类具有增强的电学和热学性能的可拉伸聚合物复合材料
这些材料有望用于软机器人、自愈电子设备和医疗设备
研究结果发表在5月20日出版的《自然纳米技术》杂志上
在这项研究中，研究人员结合了他们在基础科学和工程方面的专业知识，设计了一种方法，将共晶镓铟(一种在环境温度下为液态的金属合金)均匀地结合到弹性体中。
这创造了一种新材料——一种高度可拉伸、柔软、多功能的复合材料，具有高度的热稳定性和导电性
卡梅尔·马吉迪是卡内基梅隆大学的机械工程教授，也是软机器实验室的主任，他对开发可用于生物医学和其他应用的新型软材料进行了广泛的研究
作为这项研究的一部分，他开发了种有纳米级液态金属液滴的橡胶复合材料
这些材料看起来很有前途，但是他用来混合这些成分的机械混合技术产生了成分不一致的材料，结果是性能不一致
为了克服这个问题，马吉德求助于卡内基梅隆大学的聚合物化学家和J
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沃纳大学自然科学教授克日什托夫·马蒂亚谢夫斯基，他在1994年开发了原子转移自由基聚合(ATRP)
ATRP是第一种也是最强有力的可控聚合方法，它允许科学家以一片一片的方式将单体串在一起，从而产生具有特定性能的高度定制的聚合物
“新材料只有可靠才有效
你需要知道你的材料每次都是以同样的方式工作，然后你才能把它变成一个商业产品
“ATRP已被证明是创造具有一致、可靠结构和独特性能的新材料的有力工具
" 马吉迪、马季贾泽夫斯基和材料科学与工程教授迈克尔·R
博克斯特利用ATRP将单体刷子附着在埃金纳米微滴的表面
刷子能够连接在一起，与液滴形成牢固的结合
结果，液态金属均匀地分散在整个弹性体中，导致材料具有高弹性和高导热性
Matyjaszewski还指出，在聚合物接枝后，乙二醇单丁醚的结晶温度从15℃被抑制到-80℃，从而将液滴的液相——以及其液体性质——延伸到非常低的温度
“我们现在可以将液态金属悬浮在几乎任何聚合物或共聚物中，以调整它们的材料性能，提高它们的性能，”马吉迪说
“以前没有这样做过
它打开了未来材料发现的大门
" 研究人员设想，这一过程可以用来将不同的聚合物与液态金属结合起来，通过控制液态金属的浓度，他们可以控制自己制造的材料的性能
可能的组合数量巨大，但研究人员相信，在人工智能的帮助下，他们的方法可以用来设计具有定制特性的“定制”弹性体复合材料
其结果将是一种新型材料，可用于各种应用，包括软机器人、人造皮肤和生物兼容医疗设备
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