科學家首次開發出一種凝膠材料：靈感源自人骨，振動時強度提高66倍！

人的骨骼不僅僅是一種堅固的材料，它還是一組動態的結構，可以根據必須承受的負載來調整相應的質量和強度。

這種極具適應性的材料一直是科學家們的夢想。現在，芝加哥大學普利茲克分子工程學院（PME）的科學家們第一次開發出了一種凝膠材料，這種材料在受到振動時能夠增強強度。

科學家們不僅能夠透過振動使材料的強度提高66倍，還能夠增強暴露在運動區域的強度。這種特異性可能會導致新的粘合劑和更好的將植入物整合到體內的方法。

論文發表在2月22日的《自然材料》雜誌上，題目為“Bio-inspired mechanically adaptive materials through vibration-induced crosslinking”，透過振動誘導交聯的仿生機械自適應材料。

研究小組測試了幾十種不同的化學物質，最終找到了一種有效的化學物質：一種混合了硫醇烯反應器和氧化鋅壓電粒子的聚合物凝膠。當材料振動時，粒子轉移能量併產生硫醇-烯反應，這導致材料中的組分交聯。這種交聯本質上在材料內部形成了第二個網路，加強了它。

雖然這種材料一開始是一種柔軟的膠原質材料，但隨著振動的增加，這種材料得到了進一步的加強。研究小組能夠將這種材料的強度增加到原來的66倍，最後得到一種接近骨頭內部硬度的材料。

“其他材料在振動時都會變得更弱。”領導這項研究的副教授Aaron Esser-Kahn說，“這是我們第一次逆轉這一過程，表明一種材料可以透過機械振動來增強自身。”

譯/前瞻經濟學人APP資訊組

參考資料：

https：//phys。org/news/2021-03-bone-material-vibration。html

https：//www。nature。com/articles/s41563-021-00932-5