最堅(jiān)硬的軟材料研發(fā)成功 比碳鋼堅(jiān)硬5倍

　　北海道大學(xué)龔劍萍教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新材料，它看起來很柔軟，但是卻和鋼鐵一樣堅(jiān)韌。事實(shí)是，它比碳鋼堅(jiān)硬5倍，同時(shí)又兼具了如同橡膠般的彈性。

　　這種新材料是一種堅(jiān)硬而可彎曲的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料。它利用水凝膠(常用于制作隱形眼鏡)和玻璃纖維制備得到，也可被認(rèn)為是纖維增強(qiáng)的新型復(fù)合材料。龔劍萍表示，這是迄今為止人類獲得的最堅(jiān)硬軟材料。

　　他們的研究成果發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》期刊上(journal Advanced Functional Materials)。經(jīng)研究，新型復(fù)合材料展示出遠(yuǎn)高于單獨(dú)組成部分的硬度以及彈性，這表明其堅(jiān)韌性是協(xié)同效應(yīng)的結(jié)果。通過比較破壞材料所需能量，研究人員們得出結(jié)論：該纖維增強(qiáng)的水凝膠材料比普通的水凝膠堅(jiān)硬100倍，比普通的玻璃纖維材料堅(jiān)硬25倍。

　　龔劍萍表示，制備該材料的靈感來自于大自然。她說，“每當(dāng)我看到一朵花從非常堅(jiān)硬的地面(比如混凝土裂縫)長出來時(shí)，我就感到非常好奇，為何如此小而可愛的花朵會(huì)有這么大的能量能夠破‘硬地’而出。其實(shí)，凝膠就好似小花一樣，看起來非常柔軟、軟弱，但是它是可以創(chuàng)造巨大能量?！?

　　由于其可靠性、持久性以及柔韌性，纖維增強(qiáng)的水凝膠具備很多潛在應(yīng)用，比如時(shí)尚和制造用途、用作生物材料(制造承受強(qiáng)負(fù)荷張力的人造韌帶和肌腱)。此外，它還可以用作人造關(guān)節(jié)，并比真正的關(guān)節(jié)要堅(jiān)硬。已有多個(gè)公司與龔劍萍團(tuán)隊(duì)討論了在開發(fā)人造軟骨方面的合作意向。

　　龔劍萍表示，該纖維增強(qiáng)的水凝膠含水量40%，而且非常環(huán)保，除了用于制造人造組織，還可以應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)服和防護(hù)服領(lǐng)域，比如作頭盔和防彈衣。

　　當(dāng)然，這一結(jié)果并不是最完美的，但同樣對類似的研究有著開創(chuàng)性意義。