麻省理工科學(xué)家在水凝膠領(lǐng)域取得重大突破

本刊訊 麻省理工的學(xué)者們研發(fā)出一種新的水凝膠，含水量大于90%，性能于現(xiàn)有的各種水凝膠。它是一種透明狀，像橡膠的材料，可應(yīng)用于柔性機(jī)器人、生物醫(yī)學(xué)、仿生凝膠等方面。其粘附韌性可媲美肌腱和骨頭之間的連接。

為了證明該水凝膠的牢固性，研究人員在兩塊玻璃板之間放置了一個(gè)小正方形的水凝膠，同時(shí)，在中間懸掛了55磅重的重物。他們還將水凝膠粘在硅晶片上，然后用錘子敲碎。當(dāng)硅片震碎時(shí)，它的碎片仍然留在原來的地方。

良好的耐久性使得這種水凝膠可以作為船和潛艇水下表面的保護(hù)涂層。這種凝膠的生物相容性較好，可以被應(yīng)用于生物體內(nèi)，比如作為導(dǎo)尿管和傳感器的生物外層。

麻省機(jī)械工程學(xué)院副教授Xuanhe Zhao的研究團(tuán)隊(duì)將這種水凝膠和現(xiàn)有的水凝膠進(jìn)行了比較，包括彈性體、組織粘合劑和納米顆粒凝膠劑。結(jié)果表明，新的凝膠不僅擁有較高的水含量而且粘合能力更強(qiáng)。此項(xiàng)研究的第一作者Hyunwoo Yuk 說：“可以說，我們打破了水凝膠粘合韌性的世界紀(jì)錄，而它的靈感也來自于大自然?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)目前對(duì)水凝膠在柔性機(jī)器人和生物電子領(lǐng)域很感興趣?！耙?yàn)檫@種水凝膠含水量大于90%，其連接可以被認(rèn)為是一種水粘合劑，比自然凝膠更堅(jiān)韌。比如蚌和藤壺，仿生水下膠。”Zhao解釋道，“這項(xiàng)工作對(duì)于理解仿生粘附這方面具有非凡意義，同樣對(duì)于一些現(xiàn)實(shí)應(yīng)用也影響重大，比如水凝膠涂層、生物醫(yī)學(xué)器械、組織工程、水處理和水下膠?！?/p>