日本科学家开发了一种比钢更坚硬的新型柔性材料

科学家通过将水凝胶与编织的玻璃纤维织物结合在一起，创造了一种比钢更坚韧的高柔韧性材料，这可能具有广泛的潜在应用。

目前，世界各地正在努力创造对社会和环境都友好的材料。其中包括包含不同材料的材料，这些材料表现出每种成分的优点。日本北海道大学的研究人员专注于使用水凝胶制造增强材料。

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尽管这种物质具有作为结构生物材料的潜力，但到目前为止，还没有生产出足够可靠和坚固的材料，可以长期使用。为了解决这个问题，该团队使用与生产增强塑料相同的方法，将含有高水平水的水凝胶与玻璃纤维织物结合在一起，以产生可弯曲但坚韧的材料。

研究人员发现，聚两性电解质 (pA) 凝胶 (他们较早开发的一种水凝胶) 和玻璃纤维织物与直径约10微米的单根纤维的组合产生了坚固的抗拉材料。制造材料的过程只是将织物浸入pA前体溶液中以进行聚合。

单独使用时，该团队开发的纤维增强水凝胶比玻璃纤维织物坚硬25倍，比水凝胶坚硬100倍-就破坏它们所需的能量而言。结合这些材料可以实现协同增韧。研究小组认为，随着纤维的韧性相对于水凝胶的韧性增加，纤维与水凝胶之间以及水凝胶内部的动态离子键会增加韧性。

因此，与碳钢相比，新开发的水凝胶的韧性是碳钢的5倍。日本北海道大学的简平功说: “这种纤维增强的水凝胶的水位为40%，是环保的。”“由于其可靠性，耐用性和柔韧性，该材料具有多种潜在应用，” Gong说。

她说: “例如，除了时尚和制造用途外，它还可以用作人造韧带和肌腱，这些韧带和肌腱会承受强烈的承重张力。”本研究产生韧性的原理也可以应用于其他软部件，例如橡胶。