科學家發明了一種奇異的新材料，當你擊中它時，它會變得更堅韌

電子可穿戴設備和傳感器有朝一日可能會由一種在撞擊或拉伸時變硬的材料制成，這要歸功于加州大學默塞德分校的一個團隊進行的一項新研究。

眾所周知，這種“適應性耐久性”是材料科學.這意味著即使在惡劣的環境中也能防止損壞和抗壓力。

新材料的靈感實際上來自玉米淀粉用于烹飪，加水時可以攪拌。與濕沙不同，濕沙無論是混合還是沖孔都具有一致的粘度，玉米淀粉漿輕輕攪拌時像液體，快速沖孔時像固體。

當你慢慢擠壓玉米淀粉時，微小的顆粒會相互排斥，使它們像液體一樣。但是，如果你快速撞擊表面，它們就會接觸，引起摩擦并像固體一樣。這種行為上的差異是由于顆粒的大小造成的。

研究人員想看看他們是否能從高分子材料.

為了實現這一目標，該團隊從共軛聚合物：具有特殊性能的聚合物，有助于材料導電，同時保持相對柔軟和柔軟。這些材料可以由各種分子組合制成。

在這種情況下，他們摻入了長分子聚（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸）短聚苯胺分子和高效導體——聚（3,4-乙烯二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸酯（PEDOT：PSS）.如果這些名字不熟悉，請不要擔心——你真正需要知道的是，這種組合創造了一種在受到快速沖擊時變形或拉伸的薄膜。

沖擊速度越快，材料就越堅韌。增加 10%PEDOT：PSS然后提高了自適應耐久性和電導率的材料。

據研究人員稱，他們選擇兩種帶正電荷和兩種帶負電荷的聚合物，在一碗纏結的意大利面中創造了一種具有超小結構的材料，如微型肉丸。這些“肉丸”吸收了沖擊的沖擊，而不會完全破裂，從而保持材料及其導電性。

進一步的實驗表明，添加帶正電荷的1,3-丙二胺納米顆粒進一步提高了韌性，略微削弱了“肉丸”（因此材料可以承受更大的撞擊），同時加強了它們周圍的“意大利面條”（保持材料的完整性）。

這一切都非常復雜和技術性，但如果可以大規模制造，那么這種材料應該在實驗室之外有應用。智能表帶、可穿戴傳感器和健康監測器——用于心血管健康或葡萄糖水平例如，這些都是研究團隊提出的例子。

個性化電子假肢是另一個潛在的用例，研究人員已經進行了實驗。最終，假肢可以用這種多功能材料進行3D打印。

這再次提醒人們新材料的潛力有待發現以及有待改進的現有材料，以及它們如何改變我們的未來——從我們使用的設備到我們穿的衣服.

“有許多潛在的應用，我們很高興看到這個新的、非常規的物業將把我們帶向何方，”說材料科學家王岳.

研究已被提出在美國化學學會 2024 年春季會議上。

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