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受金剛狼啟發,研製可自我癒合的新型塑料

科學家們受到漫畫角色金剛狼的啟發,研發出一種可以自我癒合、彈性極大並且透明的材料,它可以被用來驅動人造肌肉。


受金剛狼啟發,研製可自我癒合的新型塑料


最終的成品是一種非常柔軟、類似橡膠的材料,其成本非常低廉。它可以延伸至原本長度的五十倍,並且能在室溫下恢復剪刀造成的傷口。

在被割開五分鐘後,這種技術就能延伸至它原本長度的兩倍,對於漫畫里的超級英雄來說,這種能力還不賴。


這種材料同時還是離子導體,能夠通過離子的流動來導電,這是科學家們第一次將自我癒合性能整合到離子導體中。


該科研團隊來自加州大學河濱分校和科羅拉多大學,他們表示這種材料最終可以被用在機器人科學、電子設備、電池和生物感應器中。


來自加州大學河濱分校的研究員王超(音譯,Chao Wang)表示:「多年來,我們一直想要創造出具備這些屬性的次啊了。我們做到了,並且現在才開始探索它的用途。」王超表示他對金剛狼的熱愛激發了他對自愈材料的興趣。

雖然先前人們就曾研發出透明且有彈性的離子導體,但想要給材料添加自愈能力非常棘手。為了要讓材料自我癒合,你需要單個分子間的結合方式為非共價鍵結合,這就使得它無法分享電子。


通過這些結合方式來傳輸電子會讓它們降級,如果你想讓你的自愈材料保留自愈能力,那麼這就是一個很大的問題。


為了找到解決辦法,王超利用離子偶極相互作用來將分子結合在一起,這能夠將帶電離子和極性分子(分子的一端帶正電另一端帶負電)連接起來。


受金剛狼啟發,研製可自我癒合的新型塑料


這些分子間的細微電子不平衡讓它們之間有了靜電吸引。

因此王超及其同事通過混合高離子強度的鹽和極性聚合物,得以出製造他們需要的材料。


研究人員們利用兩層新的材料(它們之間有透明膜),創造出了人造肌肉原型。它在遇到電訊號的時候可以移動,就像人類肌肉接收到大腦信號的時候會移動一樣。


這些材料仍處於研發初期,但它的獨特屬性結合能夠讓下一代電子設備和機器人的適應力比以前更強,即便金剛狼的關節裡面已經用不上它了。


該研究已被發表在《先進材料》上。


[肌肉桃 via Sciencealert]



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