德克薩斯 A&M 大學(xué)和陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的合成材料系列，其質(zhì)地從非常柔軟到非常堅(jiān)硬。這種新材料是通過(guò)調(diào)整單一聚合物的化學(xué)性質(zhì)而制成的。

結(jié)果是一種可 3D 打印、自我修復(fù)、可回收且在空氣中或水下自然粘附的新材料?？茖W(xué)家們說(shuō)，這組材料的特性可以根據(jù)橡膠的柔軟度或承重塑料的強(qiáng)度進(jìn)行微調(diào)。材料能夠在幾秒鐘內(nèi)自我修復(fù)，并且可以 3D 打印，使它們非常適合更逼真的假肢和軟機(jī)器人。

研究人員表示，這種材料還具有廣泛的應(yīng)用，包括飛行器的敏捷平臺(tái)和未來(lái)派的自愈飛機(jī)機(jī)翼。合成聚合物由長(zhǎng)串重復(fù)分子基序組成，如鏈上的珠子。彈性體具有輕微交聯(lián)的長(zhǎng)鏈，賦予材料橡膠般的品質(zhì)。

研究人員說(shuō)，交聯(lián)還可以通過(guò)增加交聯(lián)的數(shù)量來(lái)使彈性體更加堅(jiān)硬。該團(tuán)隊(duì)專(zhuān)注于一種稱(chēng)為預(yù)聚物的母體聚合物。他們用兩種小交聯(lián)分子——呋喃和馬來(lái)酰亞胺，用化學(xué)方法鑲嵌在這種材料上。

當(dāng)預(yù)聚物中這些分子的數(shù)量增加時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)它們可以制造出更硬的材料。用這種方法制成的最硬材料比最軟材料強(qiáng) 1000 倍。呋喃和馬來(lái)酰亞胺能夠預(yù)測(cè)可逆化學(xué)鍵的類(lèi)型，允許它們根據(jù)溫度點(diǎn)擊和松開(kāi)。在高溫下，材料中的分子會(huì)變軟，而在室溫下，材料會(huì)變硬以形成交聯(lián)。未來(lái)的研究將嘗試通過(guò)放大其特性來(lái)增加材料的功能。