生产一种胶状的超强水凝胶

AZoM Oren Scherman教授谈论他的研究涉及到一种新型水凝胶能够达到极端的压缩在高压力的情况下。

请您自我介绍,能告诉我们关于你的背景在材料科学,以及如何开始研究材料的属性和水凝胶?欧洲杯线上买球

当我开始我自己的研究小组,我感兴趣的是调查界面自组装水媒体创建功能材料。欧洲杯足球竞彩这导致了重要报告的自组装水凝胶由南瓜尼(CBs)在2010年。因为这一次我集团已经几代水凝胶为各种应用程序提供了支撑基本调查。

水凝胶是什么,他们最常见的应用是什么?

水凝胶是一类广泛的材料,有能力持有大量的水在他们的永久或瞬态网欧洲杯足球竞彩络。第一个例子的水凝胶(命名为“亲水凝胶”,自然,1960年,185年,117年)是生物开发使用,如隐形眼镜。因高潮内容,水凝胶被广泛用于组织工程、药物输送、可穿戴式生物电子学以及柔软的机器人。

水凝胶通常软或“看起来”;你能解释这是由于他们的化学结构?

高分子水凝胶通常是柔软的,因为他们是由聚合物(长链分子)在水中膨胀,交织在一起形成凝胶。大多数以前的研究把重点放在了利用共价交联或fast-associative共价交联水凝胶的制备。通过延缓交联时间的崩溃,我们提高了凝胶的力学性能。

是什么启发了你试图扭转这种和创建一个水凝胶能够成为硬/可压缩吗?

尽管已经取得了重大的成就在柔软的发展和可伸缩的水凝胶在过去的二十年里,一个重大的挑战,仍是在高压缩负载下实现极端压缩性。因此,我们想解决这个问题并创建一个新类型的可压缩水凝胶。

我的团队一直感兴趣和涌现性凝胶很多年了。我们的方法很独特,我们的目标是理解和控制的化学分子。通过了解材料的基本方式,我们开始推动材料的行为的界限。欧洲杯足球竞彩

你能解释发展的过程你的“超级果冻”吗?

发展超过10年前开始当我们第一个报道水凝胶,可以使用这些“barrel-like CB分子结合在一起。因为这些第一代凝胶,我们已经取得了长足进步对凝胶生物相容性和柔软的胶质母细胞瘤的治疗脑癌和交付使用的疗法直接到大脑。我们也一直在开发这些水凝胶对高性能材料应用。欧洲杯足球竞彩

图片来源:剑桥大学

材料上有不断增长的需求的行为违反直觉的方法和执行多种功能。欧洲杯足球竞彩我们开发了这些凝胶作为我们试图推动材料属性和函数的边界。

尽管你新材料是由80%的水,还能完全恢复到原来的形状在巨大的压力下。什么属性使它能够做到这一点,有什么其他的力学性能的新材料吗?

达到极端的压缩性和快速自动恢复的关键是引入slow-dissociative共价交联,团结整个网络在短时间尺度。这种特性使我们能够访问玻璃样的超分子聚合物水凝胶以前所未有的抗压强度100 MPa在93%应变与室温2分钟内自动恢复。这设定了新的基准超分子领域的软材料。欧洲杯足球竞彩

说,“果冻”可以承受的压力一辆车或一头大象的重量。你能解释下防止水凝胶破裂这巨大的压力吗?

交联是我们设计和嵌入到网络;他们崩溃或分离比别人慢得多。他们还能够作为牺牲债券压缩等应用能量消散,进而阻止水凝胶在压力下破裂。

材料比较不碎的玻璃在压力下——这是为什么呢?分享任何属性这种材料吗?

我们测试了我们的水凝胶在极端的压力下,看看他们能够承受。价值高达1.0的绩点,等于传统散装眼镜没有任何水。即使在如此高的压力,没有观察到骨折。我们的玻璃样的水凝胶也有着非常相似的流变行为与玻璃态聚合物在室温下。这是第一次,水凝胶材料进入了这种状态。欧洲杯足球竞彩

你的新材料可以改变软机器人领域以及发现使用在许多其他行业;你个人认为哪个部门从其不同特性将受益最多?

我们想象,我们的玻璃样的水凝胶可以用作软机器人设计的操作在极端工作环境与高压缩载荷。我们也有兴趣探索材料作为一系列bioelectronic软骨替代和应用程序。欧洲杯足球竞彩

图片来源:剑桥大学

个人最令人兴奋的是什么方面的新的研究吗?

这项新研究的最激动人心的部分就是我们已经基本了解如何控制水凝胶的机械性能广泛的频率。这将使我们能够设计和制造下一代的材料,可以有一个真正的社会影响。欧洲杯足球竞彩

这个主题的下一步是什么?你希望在材料特性进行进一步的研究,特别是水凝胶?

我们现在非常感兴趣在bioelectronic应用我们的材料和生物医学应用。欧洲杯足球竞彩我们与同事合作,进一步探索我们的令人兴奋的新潜力玻璃样的水凝胶材料。欧洲杯足球竞彩

读者在哪里可以找到更多的信息?

链接:https://www.nature.com/欧洲杯猜球平台articles/s41563 - 021 - 01124 - x

youtube链接:https://www.youtube.com/watch?v=mSyi9pWuTgE

链接到梅尔维尔实验室:https://www.ch.cam.ac.uk/group/melville/melville-laboratory-polymer-synthesis

链接到Scherman组:https://www.ch.cam.ac.uk/group/scherman

关于奥伦教授Scherman

奥伦Scherman教授剑桥大学超分子和聚合物化学。他也是梅尔维尔实验室主任Yusuf Hamied部门内的聚合物合成化学。奥伦开始自己独立的学术生涯剑桥大学在2006年和2012年被提升为读者,任命的主任麦尔维尔在2013年和2015年全职教授。剑桥大学奥伦的任命之前,他是一个在埃因霍温理工大学博士后(图/ e)在加州理工学院的博士学位(加州理工学院)。他在博士开始研究聚合物导致一个博士后,他对自组装超分子聚合物和组装材料的兴趣是提高。欧洲杯足球竞彩