麻省理工科學家在水凝膠領域取得重大突破

麻省理工科學家在水凝膠領域取得重大突破

本刊訊 麻省理工的學者們研發出一種新的水凝膠，含水量大于90%，性能于現有的各種水凝膠。它是一種透明狀，像橡膠的材料，可應用于柔性機器人、生物醫學、仿生凝膠等方面。其粘附韌性可媲美肌腱和骨頭之間的連接。

為了證明該水凝膠的牢固性，研究人員在兩塊玻璃板之間放置了一個小正方形的水凝膠，同時，在中間懸掛了55磅重的重物。他們還將水凝膠粘在硅晶片上，然后用錘子敲碎。當硅片震碎時，它的碎片仍然留在原來的地方。

良好的耐久性使得這種水凝膠可以作為船和潛艇水下表面的保護涂層。這種凝膠的生物相容性較好，可以被應用于生物體內，比如作為導尿管和傳感器的生物外層。

麻省機械工程學院副教授Xuanhe Zhao的研究團隊將這種水凝膠和現有的水凝膠進行了比較，包括彈性體、組織粘合劑和納米顆粒凝膠劑。結果表明，新的凝膠不僅擁有較高的水含量而且粘合能力更強。此項研究的第一作者Hyunwoo Yuk 說：“可以說，我們打破了水凝膠粘合韌性的世界紀錄，而它的靈感也來自于大自然。”

該團隊目前對水凝膠在柔性機器人和生物電子領域很感興趣。“因為這種水凝膠含水量大于90%，其連接可以被認為是一種水粘合劑，比自然凝膠更堅韌。比如蚌和藤壺，仿生水下膠。”Zhao解釋道，“這項工作對于理解仿生粘附這方面具有非凡意義，同樣對于一些現實應用也影響重大，比如水凝膠涂層、生物醫學器械、組織工程、水處理和水下膠。”