北卡羅來(lái)納州立大學(xué)化學(xué)與生物分子工程教授邁克爾·迪基及其合作者制造出了接近70%的液體離子凝膠，其具有卓越的機(jī)械性能。它們非常堅(jiān)韌，變形時(shí)很難折斷，它們也易于制作和加工，并且可3D打印出來(lái)。

 

　　“水凝膠是一種相當(dāng)普遍的含水聚合物網(wǎng)絡(luò)。”迪基說(shuō)，“例如，隱形眼鏡是水凝膠。但是離子凝膠比水凝膠有一些優(yōu)勢(shì)。離子液體不會(huì)像水一樣蒸發(fā)，因此不必?fù)?dān)心離子凝膠會(huì)變干。離子凝膠還具有電和熱穩(wěn)定性，且導(dǎo)電良好。”

 

　　為了制造新的離子凝膠，研究人員從聚丙烯酸（常用于嬰兒尿布）和聚丙烯酰胺（常用于隱形眼鏡）單體開始，使用紫外線將它們共聚在離子液體溶液中。換句話說(shuō)，他們將聚丙烯酸和聚丙烯酰胺的成分放入離子液體中，然后用光照射它，從而制造出一種包含單體和離子液體本身的共聚物。

 

　　迪基表示，最終結(jié)果明顯優(yōu)于兩種材料的平均值，這就像“1+1得到了10”，制成的凝膠具有聚丙烯酸的拉伸性，甚至強(qiáng)過(guò)聚丙烯酰胺。就韌性而言，它比軟骨要好。但離子凝膠和水凝膠之間的差異使其有利于不同的應(yīng)用。

 

　　此外，迪基團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造的離子凝膠還具有自愈和形狀記憶特性。可將兩片離子凝膠粘在一起后加熱，重新形成牢固的粘合。同樣，也可將離子凝膠變形為臨時(shí)的新形狀，受熱時(shí)又會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的形狀。所需的熱量取決于希望材料“愈合”或恢復(fù)其正常形狀的速度。當(dāng)暴露在60攝氏度的溫度下時(shí)，這些動(dòng)作只需幾十秒。

 

　　迪基稱：“我們很高興使用廣泛可用的聚合物制造出具有真正卓越性能的東西，其非常容易制造，僅需照亮它，而且可通過(guò)控制共聚過(guò)程中的成分比例來(lái)調(diào)整離子凝膠的特性。”

 

　　總編輯圈點(diǎn)

 

　　我們對(duì)水凝膠這種材料已經(jīng)不再陌生。尿布、面膜，還有做B超時(shí)醫(yī)生涂抹在皮膚表面的耦合劑，都是一種水凝膠。和水凝膠一樣，離子凝膠也是一種聚合物網(wǎng)絡(luò)，通常是由高分子有機(jī)聚合物和可電解為離子的鹽類電解質(zhì)材料混合而成。此次，科研人員從兩種單體中提取相應(yīng)成分，放入離子液體，制造出了一種共聚物。它結(jié)合了兩種單體的優(yōu)點(diǎn)，甚至表現(xiàn)得比它們更好。離子凝膠可根據(jù)使用場(chǎng)景拓展出不同功能，它可被用于柔性電子、仿生機(jī)器人和醫(yī)療健康等多種領(lǐng)域。