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硬邦邦、脆生生的陶瓷,軟軟的、彈彈的橡膠,兩者有著完全不同的硬度和彈性。想要一個物質同時擁有這兩種特性,在過去很難辦到。近日,浙江大學化學系唐睿康教授、劉昭明研究員合作團隊發明了一種新物質,完美地實現了硬度與彈性在同一物質中的“兼容”,同時還能像塑料那樣擁有可塑性。團隊將這種新物質命名為“彈性陶瓷塑料”。北京時間6月8日,這項成果在線刊發在國際頂級期刊《自然》(Nature)上。
記者在現場看到,這個新物質是一顆像紐扣一樣的黃色小塊體,表面上看平平無奇,就連課題組一開始也沒意識到這是一個新物質。
化學是一門創造新物質的學科。浙大這項成果,簡而言之,就是科研人員通過拼接含有有機化合物和無機離子化合物的分子單元,創造出了一個新的分子,從而構成了新的物質世界。這個打破認知的新物質,在分子層面上看是相互交織的有機共價和無機離子網絡,其中有機物和無機物的化學比例大約各占一半,從宏觀材料上來說,就是兼具橡膠與陶瓷特性的復合塑料。
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浙大科學家將這個新物質的性能與代表性的陶瓷、橡膠、塑料、金屬進行比較,發現它在硬度、回彈、強度、形變和可加工性等幾個指標上,都達到了高分,既有大理石的硬度,又有橡膠的彈性,還有塑料的可塑性,而且還有一個傳統塑料所沒有的特性:加熱后不會軟化。功能之強大,可謂是一個“五邊形戰士”。
據了解,這一新物質有幾個比較接地氣的應用方式:用作陶瓷桌面,又耐剮蹭又不怕撞裂;用作手機屏幕,又硬又不怕摔裂;也可以用在生物醫學方面,比如做一些醫用支架、骨骼植入等新材料;另外在高精尖領域,也有潛在的應用價值。
唐睿康說:“從新分子到新結構再到新材料,我們打開了一個新世界。”
成果受到了論文審稿人和編輯的高度評價:“本文報道了一種全新的材料,具有陶瓷的強度和硬度,具有聚合物的變形性、柔性和彈性。這不僅會引起材料科學界的關注,也同樣會引起整個科學界的興趣,因為新材料總能帶來新的可能性。”同期《自然》(Nature)還配了專門的研究簡報。
談及下一步工作,唐睿康表示,新分子、新結構、新材料有望應用在從基礎化學到材料科學等諸多研究領域上,同時也給未來科學研究留下了更多想象空間。