研究人員從樹木和貝類等生物中汲取靈感，創(chuàng)造出一種既柔韌又堅固的新型塑料材料，其韌性是天然橡膠的10倍。
德克薩斯大學奧斯汀分校的一個科研團隊使用了一種獨特的工藝，該工藝涉及應用光和催化劑來改變材料的特性。他們的目的是模仿自然材料，這些材料在某些地方是堅硬的，在另一些地方是柔軟的。這項研究的負責人、德克薩斯大學奧斯汀分校的化學助理教授說，事實上，雖然皮膚和肌肉等天然材料很容易結(jié)合強度和靈活性等特性，但科學家們在合成材料中重現(xiàn)這種特性一直以來都很困難。
在過去，當使用不同合成材料的混合物來模擬這些屬性時，材料會在不同材料相遇的地方分離或撕裂。在這種情況下，團隊可以控制和改變一種類似塑料的材料的結(jié)構(gòu)，利用光來改變材料的堅固度和彈性。“這是第一個這樣的材料。”研究人員在UT新聞的一篇帖子中說。
這些研究人員成功而其他人失敗的地方在于他們控制結(jié)晶的能力，從而控制材料的物理特性，特別是使用光的應用，這對可穿戴電子設備或軟機器人中的執(zhí)行器具有潛在的變革意義。
為聚合物找到合適的平衡點
為了找到制造這種獨特材料的正確配方，研究人員從一種單體開始，這種單體是聚合物的組成部分，或者說是一串單體，與大多數(shù)人所熟悉的塑料中的單體類似。研究人員說，他們隨后測試了12種催化劑，當它們被添加到單體中并顯示可見光時，會產(chǎn)生一種類似于現(xiàn)有合成橡膠中發(fā)現(xiàn)的半晶體聚合物。在光線接觸到材料的地方，它變得更加堅硬和堅硬，而沒有被照射到的地方仍然柔軟和有彈性。
他們說，這種材料的反應在室溫下進行，研究人員使用的單體和催化劑在市場上是可以買到的。他們還使用廉價的藍色led作為光源，這一過程耗時不到一個小時，并最大限度地減少了有害廢物的使用。研究人員說，所有這些方面都意味著這種智能材料的制造過程是快速、廉價、節(jié)能和環(huán)保的。
此外，由于其不同的性質(zhì)，產(chǎn)生的材料比之前創(chuàng)造的大多數(shù)混合材料更堅固，可以拉伸得更遠。
聚合物在機器人、電子領域的應用
研究人員在雜志上發(fā)表了一篇關于他們工作的論文。該團隊計劃繼續(xù)使用該材料開發(fā)更多物體，以繼續(xù)測試其特性并找出它最適合的應用類型。
參與這項研究的德克薩斯大學奧斯汀分校博士生說，其中可能包括開發(fā)包含硬和軟組件的3D物體。
研究人員表示，該團隊還設想將這種材料用作靈活的基礎，將電子元件固定在醫(yī)療設備或可穿戴技術(shù)中，或改善機器人的運動或耐用性。
