在自然界里,常常存在看着柔软却无比坚硬的物质,如深海潜水的海洋鱼类和哺乳动物,它们的外皮包着无数微小柔软并且充满着油的腔室,而正是这些腔室帮助动物承受海洋数千尺的水压。受此启发,近日,莱斯大学(RICE)纳米材料实验室的研究团队也研制出了具有同样属性的硅胶-镓复合材料,并表示未来将应用该材料的机械属性。

  据悉,研究人员是在纳米层级研究的,他们首先挑选聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为软包封层,接着用其来封装镓液,以完成此材料的制作。

  材料的合成过程看似简单,实际上却花费了研究人员很长一段时间。对此,博士后研究员Tiwary坦言道:“与用基本物质材料来搭建一个生态系统的模型相比,用复合材料来模仿自然生物的特性实在是一项十分艰难的任务。”

  关于镓的选择,Tiwary表示,镓在室温下是液体,虽然汞也具有类似的特性,但是不同于汞,镓是无毒的,相对容易使用。研究中将其放入固体中常常会使固体变得更柔软,但此处正是由于与所选择的软包装层的复合,得到了不一样的效果,复合后的材料变得坚硬。

  而选择聚二甲基硅氧烷作为软包封层的材料,恰是因为它廉价、无毒并且具有惰性,即性质稳定。生活中它常常作为化妆品、食品添加剂和密封剂的成分。值得注意的是,当它变干时,我们很容易透过它看见封装的内部液体气泡。

  目前,经确定,该材料具有较高的能量吸收和耗散特性,可以用于制造高能吸收材料或是仿生结构,如人造椎间盘。


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