科学家发明了一种奇异的新材料，当你击中它时，它会变得更坚韧

电子可穿戴设备和传感器有朝一日可能会由一种在撞击或拉伸时变硬的材料制成，这要归功于加州大学默塞德分校的一个团队进行的一项新研究。

众所周知，这种“适应性耐久性”是材料科学.这意味着即使在恶劣的环境中也能防止损坏和抗压力。

新材料的灵感实际上来自玉米淀粉用于烹饪，加水时可以搅拌。与湿沙不同，湿沙无论是混合还是冲孔都具有一致的粘度，玉米淀粉浆轻轻搅拌时像液体，快速冲孔时像固体。

当你慢慢挤压玉米淀粉时，微小的颗粒会相互排斥，使它们像液体一样。但是，如果你快速撞击表面，它们就会接触，引起摩擦并像固体一样。这种行为上的差异是由于颗粒的大小造成的。

研究人员想看看他们是否能从高分子材料.

为了实现这一目标，该团队从共轭聚合物：具有特殊性能的聚合物，有助于材料导电，同时保持相对柔软和柔软。这些材料可以由各种分子组合制成。

在这种情况下，他们掺入了长分子聚（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸）短聚苯胺分子和高效导体——聚（3,4-乙烯二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸酯（PEDOT：PSS）.如果这些名字不熟悉，请不要担心——你真正需要知道的是，这种组合创造了一种在受到快速冲击时变形或拉伸的薄膜。

冲击速度越快，材料就越坚韧。增加 10%PEDOT：PSS然后提高了自适应耐久性和电导率的材料。

据研究人员称，他们选择两种带正电荷和两种带负电荷的聚合物，在一碗缠结的意大利面中创造了一种具有超小结构的材料，如微型肉丸。这些“肉丸”吸收了冲击的冲击，而不会完全破裂，从而保持材料及其导电性。

进一步的实验表明，添加带正电荷的1,3-丙二胺纳米颗粒进一步提高了韧性，略微削弱了“肉丸”（因此材料可以承受更大的撞击），同时加强了它们周围的“意大利面条”（保持材料的完整性）。

这一切都非常复杂和技术性，但如果可以大规模制造，那么这种材料应该在实验室之外有应用。智能表带、可穿戴传感器和健康监测器——用于心血管健康或葡萄糖水平例如，这些都是研究团队提出的例子。

个性化电子假肢是另一个潜在的用例，研究人员已经进行了实验。最终，假肢可以用这种多功能材料进行3D打印。

这再次提醒人们新材料的潜力有待发现以及有待改进的现有材料，以及它们如何改变我们的未来——从我们使用的设备到我们穿的衣服.

“有许多潜在的应用，我们很高兴看到这个新的、非常规的物业将把我们带向何方，”说材料科学家王岳.

研究已被提出在美国化学学会 2024 年春季会议上。

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