研究人员受蛛丝启发发明一种有非凡机械性能的新材料

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wanwan (42055)发表于 2021年09月10日 19时03分 星期五
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受到高强度蛛丝的启发,挪威科技大学的研究人员开发出一种新材料,能克服过去材料只能在韧性与刚度之间二选其一的困境。这种材料是一种弹性体聚合物,具有类似于橡胶材料的弹性。此次新开发的弹性体分子在每个重复单元中具有 8 个氢键,强固的氢键使得应力在材料上分布得更为均匀、从而大大提高了材料耐用性。挪威科技大学结构工程系力学与材料学教授 Zhiliang Zhang 表示,“这 8 个氢键正是非凡机构性能的来源。”这种材料由挪威科技大学 NanoLab 开发,并由挪威研究委员会提供部分资助。添加更多氢键的想法源自大自然。在博士与博后期间参与这一新材料开发的 Yizhi Zhuo 表示,“蛛丝中包含相同的结构,我们知道它一定会产生非常特殊的属性。”科学家此前曾意识到,蜘蛛丝——特别是作为蜘蛛网辐条及外缘的拉索丝——拥有极高的硬度与韧性。刚性与韧性属于工程领域的两种不同属性,而且往往相互冲突。坚硬的材料在变形之前可以承受更大的应力,而柔韧的材料则在断裂之前可以吸引更多能量。