受嗜熱菌啟發科學家研發凝膠 在加熱時會變硬1800倍
健康
12-06
北海道大學正在進行的水凝膠研究取得了新成果，它們發現一種新型的聚合物基材料，與其他聚合物不同，加熱後可硬化1800倍。在室溫下，該物質是軟的透明凝膠。但是加熱到60°C（140°F），它會變硬，變得不透明並且強度足以承受10千克（22磅）的重量。
北海道研究人員Takayuki Nonoyama和Jian Ping Gong顯然受到了嗜熱菌體內保持穩定的天然蛋白質啟發，這些嗜熱菌是生活在溫泉或深海熱噴口等極端高溫環境中的生物。這樣的環境溫度，蛋白質通常會變性，但嗜熱菌內部的蛋白質已經適應了高溫以保持穩定。
通過將聚丙烯酸浸入醋酸鈣溶液中，該團隊得以開發出一種廉價，安全的聚丙烯酸凝膠。像任何基於聚合物材料一樣，聚丙烯酸加熱會變軟，但是當應用醋酸鈣時，聚丙烯酸會與表面的聚丙烯酸殘基發生相互作用，從而產生轉化作用。在約60°C時，該材料有效脫水，增強了其離子鍵，成為堅固的硬塑料。它不僅可以硬化1800次，而且還比室溫凝膠強80倍和強20倍。
研究人員接著將凝膠與玻璃纖維織物結合在一起。該混合物在室溫下較軟，但當以80 km/h（50mph）的速度沿瀝青拉動5秒鐘時，由於強烈摩擦產生的熱量，該材料硬化。選擇瀝青的意義重大，有一天這種快速硬化的材料可以在發生事故時為摩托車手和賽車手提供額外的保護。研究人員還建議將該材料應用於窗戶，以吸收熱量並保持建築物內部涼爽。
