在開發(fā)這種新型材料時，科學(xué)家們從天然材料中獲得了靈感，這些材料在某些地方是剛性的，而在其他地方則是柔軟和有彈性的。皮膚、肌肉、樹木和貝類是該團(tuán)隊提供的幾個例子，但是創(chuàng)造出混合強(qiáng)度和靈活性的合成版本是很困難的。以前的方法包括將不同的材料混合在一起，但這有其缺點，成品往往在接縫處散開。
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研究人員聲稱，在材料科學(xué)的這一分支中，一種新型的類似塑料的材料取得了突破。作為一個起點，化學(xué)家們使用了單體，即聚集在一起形成聚合物的小分子。在這種情況下，聚合物與常用塑料中的聚合物非常相似，但有一兩個特殊的技巧。
在測試了十幾種候選材料后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種催化劑，它可以被整合到單體中，使它們對可見光產(chǎn)生反應(yīng)，用廉價的藍(lán)色LED來傳遞。這產(chǎn)生了創(chuàng)造一種半結(jié)晶聚合物的效果，其屬性類似于橡膠，形成一種堅硬的材料。同時，沒有暴露在光線下的區(qū)域仍然是柔軟和有彈性的。
“這是同類材料中的第一種，”化學(xué)助理教授和論文的通訊作者Zachariah Page說。“通過應(yīng)用光來控制結(jié)晶，并因此控制材料的物理特性的能力，對于可穿戴電子設(shè)備或軟體機(jī)器人的執(zhí)行器來說，可能是一種變革。”
研究人員稱，這種類似塑料的材料的韌性是天然橡膠的10倍，但在不同區(qū)域具有不同的物理特性。科學(xué)家們想象他們的創(chuàng)造有廣泛的應(yīng)用，包括固定可穿戴技術(shù)或醫(yī)療設(shè)備中的電子元件，以及改善機(jī)器人的強(qiáng)度和靈活性。
研究第一作者Adrian Rylski說：“我們期待著探索應(yīng)用這種化學(xué)方法來制造包含軟硬成分的3D物體。”
這項研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。
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