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藻酸鹽和聚丙烯酰胺合成強度極好的水凝膠

作者:百檢網 時間:2021-09-15 來源:互聯網

***介紹傳統水凝膠幾乎和果凍差不多,強度*差,而一種新材料卻完全不同。這種新型水凝膠材料有望在人工肌肉、人工軟骨以及柔性機器人制造等領域獲得應用。這種材料不但具有一定的自我修復能力和良好的生物相容性,強度和延展性也**。

制造這種強度*好的水凝膠,用到了藻酸鹽和聚丙烯酰胺,一種常用于食品增稠,是從海藻中提取的物質;另一種在生物學實驗室中被用作電泳凝膠,也經常被用來制造隱形眼鏡。按照一種特殊工藝將兩種物質按比例進行調配后,能進行高強度的拉伸而不至發生斷裂,原因是這兩種物質會構成一種相互交叉的、復雜的網格結構,結合在一起。

這種水凝膠在多次延展拉伸后仍能保持良好的強度和柔韌性。實驗發現,即便在存在裂縫或小洞的情況下,這種水凝膠材料也能拉伸至原長度的17倍,一塊完整的材料可拉伸至原長度的21倍而不發生斷裂。藻酸與鹽聚丙烯酰胺鏈構成的網格結構以共價鍵的方式緊密固定在一起。當凝膠被拉伸時,這些離子鍵會被拉開,同時釋放出鈣離子。這些聚丙烯酰胺網格有助于分散拉力,保證藻酸鹽離子鍵不被拉得四分五裂。這時水凝膠便具有了*大的拉伸余地,而聚合物鏈依然完好無損。

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