
荷蘭瓦赫寧根大學研究中心(WUR)的研究人員突破了長期以來的材料學理論,研發出一類全新材料 —— 復合聚體(compleximer)。
據了解,這種琥珀色材料兼具了過去被認為相互矛盾的特性:既擁有塑料般出色的抗沖擊強度,又能像玻璃一樣輕松塑形與吹制。
數十年來,材料科學界對“玻璃態材料”一直遵循一條鐵律:材料熔融速度越慢、加工越容易,就必然越脆。
然而,賈斯珀 · 范德古赫特教授及其團隊徹底推翻了這一認知。他們發現的這種新材料,熔融速度足夠慢,可精細塑形,同時韌性極強,掉落在地面只會彈起,而非碎裂成渣。
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這一突破的核心在于材料的分子結合方式。傳統塑料依靠化學交聯鍵(如同永久膠水)固定長分子鏈,而復合聚體則依靠物理吸引力結合。
在這種全新結構中,一半分子鏈帶正電荷,另一半帶負電荷,正負電荷如同磁鐵般相互吸引,在無化學固定的前提下將分子鏈結合在一起。
由于這種吸引力的作用距離遠長于傳統化學鍵,分子鏈之間留有更多空間。正是這種分子層面的“活動余量”,賦予了材料獨一無二的性能。它讓材料可在高溫下被揉捏、吹制,同時保持能吸收沖擊的結構強度。
與離子液體和其他帶電材料相比,這一發現尤其令人驚訝,這表明帶電物質可能展現出科學家們才剛剛開始探索的全新行為。范德古赫特表示:“現階段最讓我興奮的是,我們證明了帶電材料的行為模式,與我們此前的預期存在根本性差異。”
這種“不可能存在”的材料,對未來消費品領域具有極為重大的實用價值。
由于分子鏈依靠物理力結合,而非永久化學鍵,該材料天生具備自修復能力。若復合聚體制成的屋面板或戶外家具出現嚴重裂縫,只需用吹風機加熱裂縫處,將破損部位按壓貼合,分子“磁鐵”便會重新結合,完成修復。
盡管目前的復合聚體采用化石基原料制備,但瓦赫寧根大學研究團隊已著眼于更可持續的未來。
可持續塑料技術高級研究員沃特 · 波斯特強調,這項研究為新型塑料打開了大門:這類塑料不僅更易修復,還可被設計為可生物降解材料。波斯特總結道:“大多數應用研究都聚焦于提升回收效率,而這項研究讓我們得以研發出易修復、甚至能快速生物降解的塑料。”
范德古赫特教授目前正計劃在未來幾年優先開發生物基版本,確保這一科學里程碑能助力全球向可持續材料轉型。
來源:IT之家
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