通過(guò)犧牲鐵-鄰苯二酚鍵,新材料能被拉伸50%
2017-11-12
lijun
來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的Megan Valentine和同事通過(guò)模擬蚌類利用的化學(xué)現(xiàn)象,創(chuàng)建了擁有相同屬性的塑料。鐵和一種被稱為鄰苯二酚的有機(jī)化合物之間的分子鍵使這種材料在保持伸展性的同時(shí)很難斷開(kāi)或撕裂。
鐵-鄰苯二酚鍵從一些撞擊或拉伸這種材料的物體中消耗能量。這些作出犧牲的分子鍵會(huì)斷裂,但整體結(jié)構(gòu)仍完好無(wú)損。“這有點(diǎn)像自行車頭盔:如果你騎自行車出了事故,頭盔里面的泡沫會(huì)起到緩沖作用并且消耗一些能量。原本導(dǎo)致顱骨骨折的所有能量進(jìn)入到頭盔中?!盫alentine介紹說(shuō),“就我們研發(fā)的新材料來(lái)說(shuō),我們用作出犧牲的分子鍵代替泡沫,以便保護(hù)底下的聚合物體系?!?/span>
通過(guò)犧牲鐵-鄰苯二酚鍵,新材料能被拉伸50%。隨后,一旦壓力消失,分子鍵會(huì)重新形成,使其被再次利用。和未擁有這些分子鍵的材料相比,添加了分子鍵的塑料能被拉伸770倍并且堅(jiān)韌性增加了58倍。
“通常這會(huì)牽扯到一個(gè)平衡:你可以制造更難斷裂但伸展性沒(méi)那么好的材料,或者較容易斷裂但很容易被拉伸的材料。”來(lái)自麻省理工學(xué)院的Niels Holten-Andersen表示,“但通過(guò)添加這些受蚌類啟發(fā)產(chǎn)生的分子鍵,研究人員成功地將不易斷裂和伸展性結(jié)合起來(lái)?!?/span>