發現新的合成拉脹材料,越拉伸反而越厚實

作者 | 發布日期 2018 年 12 月 05 日 14:22 | 分類 尖端科技 , 材料 follow us in feedly

傳統彈性材料橡皮筋拉伸時會變得脆弱,但也有罕見的拉脹材料與之相反,越拉反而越厚,可惜以人工製造拉脹材料有難度。最近英國利茲大學科學家在研究液晶彈性體時,卻意外發現其合成分子可變成新的無孔拉脹材料,雖然還未正式命名,但科學家已看到相當多應用潛力,比如建築、醫療設備或防彈衣等。



拉脹材料被拉伸時,垂直於拉應力方向的結構會膨脹,而不是像橡皮筋那樣收縮。自然界動物體中也存有類似拉脹材料的組織,比如貓皮、蛤蜊的閉殼肌、人體中的肌腱等,光看就知道不可能從中提取利用,因此 30 多年來,材料科學家一直在鑽研人造拉脹材料,但迄今為止,依舊只能透過複雜的工業製程(比如 3D 列印)自傳統材料中創造出來,且過程耗時、成本高,還可能做出材質較弱的多孔產品。

幸運的是,英國利茲大學物理與天文學院 Devesh Mistry 博士團隊,在研究兼具橡膠彈性與液晶順向性的液晶彈性體(Liquid Crystal Elastomer,LCE)時,意外發現了一種基於液晶彈性體的合成拉脹材料;此外,這也是第一種被發現具有負泊松比(negative poisson’s ratio)的拉脹材料。

這種新發現的材料高度抗拉力、能吸收大量能量,且比以前的人造拉脹材料還要更容易生產,雖然還沒有正式命名,但科學家已經可以列舉出數個有極大潛力的應用,比如運動設備、生物醫學設備、航空設備、建築、防彈衣等。

新論文發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊。

(首圖來源:利茲大學