弹性体形成更强的附着键

弹性体是一种柔软的弹性材料，如凝胶和橡胶，可用于汽车和飞机部件、运动器材，用于保护精密机械和建筑物免受振动。科学家们现在想让它们变得更薄、更坚韧，同时又不失去弹性。名古屋大学材料工程师 Yukikazu Takeoka 和同事在《科学》杂志上回顾了最近改进弹性体的努力新材料科学与技术。

Takeoka 说：“我们的研究提示了需要采用何种分子思维来使弹性体变得更坚韧。”

弹性体由许多重复亚基的长分子链组成。它们在拉伸时会发生大变形，在张力释放时会恢复到原来的形状。它们之所以能做到这一点，是因为它们的分子链具有足够的灵活性，可以拉伸和收缩。

弹性和整体韧性取决于材料内部。科学家一直致力于控制链条之间的连接和相互作用，以改变弹性体的机械性能。

名古屋大学分子和大分子化学系的 Takeoka 和他的团队解释说，通过引入强氢或可以将弹性体链可逆地连接在一起。这些可逆键在材料变形时与弹性体链连接和分离。科学家们已经使用制造出可变形高达 600% 并在 37°C 下三分钟内或在 50°C 下几秒钟内恢复到原始状态的强力水凝胶。

弹性体链也可以通过环状“环状”分子连接，使链具有很大的灵活性和更高的韧性。一组科学家制造了一种非常灵活的通过将聚乙二醇和环状α-环糊精溶液混合在水中。

Takeoka 和他的同事建议，进一步结合由可逆键连接的弹性体和移动的环状分子，可以产生更坚韧、伸长率更高的弹性体。“我们的研究强调了在设计聚合物材料时详细检查分子行为的重要性，”Takeoka 说。