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  近日，麻省理工學(xué)院(MIT)工程師們合成了新型水凝膠。這種新型水凝膠與骨頭上肌腱和軟骨間的韌性相近。可粘附在玻璃、硅、陶瓷、鋁和鈦上。此外，超過90%是由水構(gòu)成的。

  “基本上，結(jié)合水是困難的，”麻省理工學(xué)院的機(jī)械工程研究生Hyunwoo Yuk表示。

  而自然中的水凝膠可以使貽貝和藤壺粘附在巖石、船只和鯨魚上。

  “如果你仔細(xì)想想，人體就是一個水凝膠軟體機(jī)器人，”麻省理工機(jī)械工程學(xué)院副教授XuanheZhao說。“人體內(nèi)的組織含有約70%的水；基本上是由許多水凝膠、骨骼和骨架構(gòu)成的軟體機(jī)器人。”

  粘貼兩塊玻璃，麻省理工學(xué)院的水凝膠能夠支持懸掛55磅的重量。實驗人員將水凝膠膠水應(yīng)用到硅晶片，隨后用錘子砸碎。雖然散落開，但因為水凝膠的作用，硅晶片碎片完整地保持。連接四個陶瓷棒，在韌性水凝膠的連接處可以使正方形變成各種形狀。

  為了創(chuàng)造能夠強(qiáng)力結(jié)合的水凝膠，研究人員需要這種材料具有兩個特點：能量耗散和化學(xué)錨固。“一種耗散能量的水凝膠本質(zhì)上能夠明顯地伸展，不需要保留所有用來伸展的能量，”據(jù)麻省理工學(xué)院介紹。“化學(xué)錨定的水凝膠通過將聚合物網(wǎng)絡(luò)共價結(jié)合而粘附到表面。”

  后者的實現(xiàn)是通過一個被稱為硅烷化的過程，即固體基質(zhì)被一種化合物覆蓋，化合物比水凝膠的鍵合力更強(qiáng)。

  在剝離試驗過程中，水凝膠與固體基底間的連接是緊貼在固體材料上的強(qiáng)力原纖維。研究人員發(fā)現(xiàn)連接強(qiáng)度為每平方米1000 J，與肌腱和軟骨的數(shù)值相近。

  根據(jù)麻省理工學(xué)院介紹，材料可應(yīng)用于水下的表面，有望作為船只和潛艇的保護(hù)涂層。此外，其生物相容性可應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。

  然而，水凝膠應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)和生物電子學(xué)是最吸引人的。材料的柔性可模仿關(guān)節(jié)運動。“這可以為機(jī)器人提供許多自由度，”Zhao說。

  該水凝膠也是導(dǎo)電的。Yuk和同事將鹽添加到水凝膠樣品中，把它放到兩個連接電極的金屬板之間連接到LED燈。打開開關(guān)，水凝膠讓離子流動使LED發(fā)光。

  這項水凝膠研究被發(fā)表在《Nature Materials》期刊。