新型“超级果冻”含有 80% 的水，即使被汽车碾过也能存活

科学家们已经开发出一种全新的柔软而坚固的黏糊糊材料，在被汽车碾过后能够恢复其原始形状——或者使用更自然的例子，在被大象踩过之后。

由 80% 的水组成，材料的非水部分使其在压缩时能够像超硬玻璃一样发挥作用。研究人员认为，像这样的软材料首次表现出如此出色的抗压能力。

该材料背后的团队表示，经过进一步开发，“超级果冻”可能具有大量实际应用——从用于软机器人到提高人体软骨替代物的灵活性，无所不包。

“在 80% 的水含量下，你会认为它会像水气球一样破裂，但事实并非如此：它保持完整并承受巨大的压力，”英国剑桥大学的化学家奥伦·谢尔曼说。“水凝胶的特性似乎相互矛盾。”

有弹性的水凝胶具有许多让材料科学家感兴趣的特性，但它们通常在压缩时会被压碎。这种“超级果冻”与众不同的原因在于它的分子结构和它使用交联的方式——两个分子通过化学键连接在一起。

在这里，称为葫芦脲的桶状分子充当交联剂，每个分子都像分子手铐一样将两个客体分子固定在其空腔中。通过这样做，这些客体分子比平时停留的时间更长。

这意味着控制材料机械性能的聚合物网络连接更紧密，能够更好地承受压缩。总的来说，研究人员将其描述为“减慢”材料的动力学，因此其性能范围可以从类似橡胶的状态到类似玻璃的状态。

“水凝胶能够承受压缩的方式令人惊讶，它与我们在水凝胶中看到的任何东西都不一样，”剑桥大学的化学家 Jade McCune 说。

“我们还发现，通过简单地改变手铐内客体分子的化学结构，可以轻松控制抗压强度。”

虽然其他水凝胶以其韧性和自愈性而闻名，但像上面的视频中那样承受 1,200 公斤（2,646 磅）汽车的重量并不是他们以前能够做到的。

“据我们所知，这是第一次制造玻璃状水凝胶。我们不仅在教科书中写了一些新东西，这真的很令人兴奋，而且我们正在打开该领域的新篇章高性能软材料，”剑桥大学化学家、该研究的主要作者Zehuan Huang 说。

这种材料可能被用作水凝胶压力传感器的一种方式，用于实时监测站立、行走和跳跃等动作。在恢复到原来的形状之前，它可以变形并进行测量。

在材料准备用于生物医学和生物电子用途之前，需要进一步开发。尽管如此，这个早期的演示显示了很多希望——就像水凝胶科学的许多其他近期发展一样。

“人们花了数年时间制造类似橡胶的水凝胶，但这只是图片的一半，”Scherman 说。“我们重新审视了传统的聚合物物理学，创造了一类新的材料，涵盖了从类橡胶到类玻璃的整个材料特性范围，完成了完整的图片。”

该研究已发表在《自然材料》上。