IBM Research已开发出一种高温自修复凝胶

美国硅谷的IBM研究团队宣布了一项新发现-具有独特功能的自修复有机凝胶。这些凝胶在冷却时变硬，但随着温度的升高而恢复到其原始状态。科学家的工作结果已经发表。

凝胶的范围非常广泛，例如，这种物质可以在工业中使用。可以将凝胶倒入模具中，进行冷却，然后发现铸件中存在错误时，可以重复加热冷却过程以纠正缺陷。

什么是凝胶？

凝胶（单位凝胶，来自lat。Gelo-“冻结”）是由高分子量和低分子量物质组成的结构化系统。三维聚合物骨架（网格）的存在告诉凝胶固体的机械性能：缺乏流动性，保持形状，强度和变形性（延展性和弹性）的能力。凝胶由至少两种成分组成，其中一种成分形成一个连续的三维高分子网络，并充当框架，其中的空隙中填充有低分子量溶剂-分散介质。

可以将凝胶与庞大的捕鱼网进行比较，该捕鱼网的细胞充满液体。在IBM Research，将单体分子添加到有机凝胶中。在科学家进行的一项实验中，引发剂分子也被添加到初始物质中，该物质在紫外线辐射的作用下将单体转化为聚合物。因此，IBM产生的有机凝胶在暴露于紫外线辐射后会变硬，就像塑料一样。

有机凝胶弹性演示

在进行了数十次测试以测量凝胶硬度并确定正确的组分比例后，专家们创造了一种改性凝胶，该凝胶可以在80摄氏度以上的温度下熔融，并在冷却至20摄氏度时恢复其性能。在输出时，科学家收到了一种凝胶（同类产品中的第一种），可以将其熔化和冷却而不会失去其独特的品质。一旦由这种凝胶形成所需形状的物体，就将所得物体暴露于紫外线辐射，这导致凝胶的最终硬化。



这种材料可用于密封裂纹。有机凝胶是一种足够液态的物质，很容易渗入小空间，但不会泄漏出小空间。暴露于紫外线辐射会使材料变硬，从而完全密封裂纹。将来，此类物质也可用于3D打印机中。同时，许多现代3D打印机也不理想，因为物质的分层应用会导致结构和形状的缺陷。通过改变温度和紫外线辐射水平，新凝胶可用于创建几乎完美的物体。根据专家的说法，控制凝胶温度可以消除打印模型的结构和外观问题。

A是常规凝胶，B是IBM创建的凝胶。左侧-在正常条件下的凝胶状态，右侧-加热后的相同样品



连续性

上面提到的凝胶是使用IBM科学家Jim Hedrick和Jeannet Garcia历时两年的项目制成的。然后，科学家们开发了一种合成工业聚合物的方法。使用此材料中讨论的方法，我们可以制造出具有上述特性的有机凝胶。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN388941/