<li id="omoqo"></li>
  • <noscript id="omoqo"><kbd id="omoqo"></kbd></noscript>
  • <td id="omoqo"></td>
  • <option id="omoqo"><noscript id="omoqo"></noscript></option>
  • <noscript id="omoqo"><source id="omoqo"></source></noscript>
  • 發布時間:2012-09-09 12:31 原文鏈接: 新型水凝膠拉伸21倍不斷裂

      據物理學家組織網9月6日報道,由美國哈佛大學的力學、材料科學以及組織工程學科學家組成的研究團隊開發出了一種新型水凝膠材料。這種材料不但延展性和強度極佳,還具有良好的生物相容性和一定的自我修復功能,有望在人工軟骨、人工肌肉以及柔性機器人制造等領域獲得應用。相關論文發表在9月6日出版的《自然》雜志上。

      論文第一作者、哈佛大學工程學院博士孫貞允(音譯)說,傳統水凝膠幾乎和果凍差不多,強度極差,而這種新材料卻完全不同。制造這種強度極好的水凝膠,他們用到了兩種常見的高分子材料。第一種是聚丙烯酰胺,這種材料經常被用來制造隱形眼鏡,在生物學實驗室中也被用作電泳凝膠;第二種是藻酸鹽,這是一種從海藻中提取的物質,常用于食品增稠。

      如果單獨來看,兩種物質都較為脆弱,例如藻酸鹽,延展到原始長度的1.2倍就會發生斷裂。但如果按照一種特殊工藝將兩種物質以8∶1的比例進行調配后,這一切就會發生變化。從微觀上看,這兩種物質會結合在一起,構成一種復雜的、相互交叉的網格結構。這種網格狀的化學結構能夠允許其進行高強度的拉伸而不至發生斷裂。合成完成后,水凝膠中的藻酸鹽分子之間會形成弱離子鍵,并在這個過程中捕獲水中的鈣離子。當凝膠被拉伸時,這些離子鍵會被拉開,同時釋放出鈣離子。這時水凝膠便具有了極大的拉伸余地,而聚合物鏈依然完好無損。與此同時,聚丙烯酰胺鏈構成的網格結構還會以共價鍵的方式與藻酸鹽緊密固定在一起。這些聚丙烯酰胺網格有助于分散拉力,保證藻酸鹽離子鍵不被拉得四分五裂。

      實驗發現,一塊完整的這種水凝膠材料可拉伸至原長度的21倍而不發生斷裂;即便在部分破損(材料上存在裂縫或小洞)的情況下,它也能拉伸至原長度的17倍。更重要的是,這種水凝膠在多次延展拉伸后仍能保持良好的柔韌性和強度。原因在于,在被拉伸后,只要稍稍放松,藻酸鹽離子鍵與鈣離子之間又會重新結合,恢復之前的結構,煥然一新。這一過程還會隨著環境溫度的升高而加速。

      研究人員稱,除人工軟骨外,新的水凝膠還可以用于柔性機器人、光學、人工肌肉等領域。下一步,他們將借助一套模型系統,探索這種新材料在力學及其他領域的應用。

    相關文章

    華中科技大學研發微型傳感器,可注入體內并降解

    據華中科技大學6日消息,由該校集成電路學院、武漢光電國家研究中心教授臧劍鋒領銜的團隊,研發出可注射超凝膠超聲傳感器,這種用水凝膠材料制成、如一粒芝麻大小的傳感器注入體內后,不僅可以自行降解,還能把精確......

    高質量發展先進制造業助推新時代“中部崛起”

    當地時間5月30日,在智利首都圣地亞哥倫卡區,街道上車水馬龍,地下20米,一臺來自鐵建重工制造的9.8米土壓平衡盾構機刀盤正在飛速運轉。這是中國產首臺出口智利的土壓平衡盾構機,整機全長105米,總重量......

    解讀丨首臺(套)重大技術裝備首批次新材料保險補償政策

    近日,工業和信息化部、財政部、金融監管總局聯合發布《關于進一步完善首臺(套)重大技術裝備首批次新材料保險補償政策的意見》(以下簡稱《意見》)。為了便于理解《意見》,做好貫徹實施工作,現將有關內容解讀如......

    新型水凝膠電解質膜可用于高性能鋅離子電池

    水系鋅離子電池具有功率密度高、成本低、本質安全等優點,在儲能領域應用前景廣闊。近日,中國科學院大連化學物理研究所研究員楊維慎和研究員朱凱月團隊在水系鋅離子電池電解質研發方向取得新進展,制備了兩面具有不......

    商務部對多地進口共聚聚甲醛進行反傾銷立案調查

    據商務部網站消息,商務部于4月22日收到云南云天化股份有限公司、國家能源集團寧夏煤業有限責任公司、開封龍宇化工有限公司、兗礦魯南化工有限公司、唐山中浩化工有限公司、中石油內蒙古新材料有限責任公司(以下......

    Nature子刊:蘇佳琪等開發基于牛奶的水凝膠,用于酒精中毒的解毒劑

    蘇黎世聯邦理工學院RaffaeleMezzenga、蘇佳琪等人在Nature子刊NatureNanotechnology上發表了題為:Single-siteiron-anchoredamyloidhy......

    山東科技大學再簽千萬級重大橫向項目

    近日,山東科技大學與山東能源集團再次簽訂一項千萬級重大橫向項目“回采巷道支護強度量化計算方法和支護效果檢驗標準研究與應用”,致力于解決生產現場重大技術難題。項目負責人山東科技大學教授孟祥軍介紹,該項目......

    蘭州化物所紅色熒光水凝膠研究獲進展

    三維交聯的親水性聚合物網絡構成的熒光水凝膠材料,在發光傳感和檢測等方面具有優勢。近年來,科研人員開發出不含傳統大π共軛結構的發光系統。基于簇集誘導發光效應(CTE)的新興的、非常規的發光材料備受關注。......

    制造業高端化智能化綠色化發展

    上海市委書記陳吉寧日前來到上海化學工業區,實地了解化工產業創新轉型發展及安全生產相關工作。他指出,要牢牢把握制造業高端化、智能化、綠色化發展機遇,堅定走好創新轉型之路,堅持先立后破、穩扎穩打,堅決守牢......

    安捷倫與廣東腐蝕科學與技術創新研究院合作成立聯合實驗室

    2024年4月25日,廣東廣州——安捷倫科技公司(紐約證交所:A)近日與廣東腐蝕科學與技術創新研究院(以下簡稱“防腐院”)達成合作并共同成立“化學分析聯合實驗室”。實驗室基于防腐院檢測中心,將引入安捷......

    <li id="omoqo"></li>
  • <noscript id="omoqo"><kbd id="omoqo"></kbd></noscript>
  • <td id="omoqo"></td>
  • <option id="omoqo"><noscript id="omoqo"></noscript></option>
  • <noscript id="omoqo"><source id="omoqo"></source></noscript>
  • 1v3多肉多车高校生活的玩视频