德克薩斯 A&M 大學和陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實驗室的研究人員開發(fā)了一種新的合成材料系列，其質(zhì)地從非常柔軟到非常堅硬。這種新材料是通過調(diào)整單一聚合物的化學性質(zhì)而制成的。

結果是一種可 3D 打印、自我修復、可回收且在空氣中或水下自然粘附的新材料?？茖W家們說，這組材料的特性可以根據(jù)橡膠的柔軟度或承重塑料的強度進行微調(diào)。材料能夠在幾秒鐘內(nèi)自我修復，并且可以 3D 打印，使它們非常適合更逼真的假肢和軟機器人。

研究人員表示，這種材料還具有廣泛的應用，包括飛行器的敏捷平臺和未來派的自愈飛機機翼。合成聚合物由長串重復分子基序組成，如鏈上的珠子。彈性體具有輕微交聯(lián)的長鏈，賦予材料橡膠般的品質(zhì)。

研究人員說，交聯(lián)還可以通過增加交聯(lián)的數(shù)量來使彈性體更加堅硬。該團隊專注于一種稱為預聚物的母體聚合物。他們用兩種小交聯(lián)分子——呋喃和馬來酰亞胺，用化學方法鑲嵌在這種材料上。

當預聚物中這些分子的數(shù)量增加時，他們發(fā)現(xiàn)它們可以制造出更硬的材料。用這種方法制成的最硬材料比最軟材料強 1000 倍。呋喃和馬來酰亞胺能夠預測可逆化學鍵的類型，允許它們根據(jù)溫度點擊和松開。在高溫下，材料中的分子會變軟，而在室溫下，材料會變硬以形成交聯(lián)。未來的研究將嘗試通過放大其特性來增加材料的功能。