由北海道大学特聘助理教授野山孝之和陈平教授领导的研究小组开发出世界上第一种新型聚合物水凝胶,其在高温下会瞬间变硬约 2000 倍。

 一般来说,PET瓶等高分子材料在低温下变硬(玻璃态),在高温下变软(橡胶态)。课题组针对生活在温泉源中、即使在100℃以上的高温下也不会变性的嗜热菌的蛋白质结构,创造出低温软、高温硬的高分子凝胶,与一般聚合物。

 这种聚合物凝胶也用作食品添加剂,可以很容易地由通用、廉价和无毒的原料制成,并且在接近室温的相对较低的温度下柔软且易于拉伸,但在一定温度以上会迅速硬化……这是一个如此巨大的变化,以至于柔软的可食用果冻立即变成了硬塑料。冷却后,它会恢复到原来的柔软状态,可以反复快速固化。此外,固化温度取决于凝胶制备条件,材料可根据目标温度进行设计。

 此外,这种聚合物凝胶和玻璃纤维布的复合材料可应用于智能保护器,在发生交通事故或运动事故时,由于产生大量摩擦热而变硬,从而保护身体。事实上,当在沥青表面施加载荷并高速拖动时,凝胶纤维复合材料由于摩擦热而变硬,几乎不会断裂。此外,由于变硬时伴随着大量的吸热,因此可用作防止极热的吸热材料。当安装在窗玻璃上时,已证实它具有吸收部分来自太阳的热量并抑制室内温度上升的效果。

 该成果有望促进新型高温硬化型温度响应聚合物的基础研究和温度响应智能材料的应用研究。

纸张信息:[先进材料] 受嗜热蛋白质启发,从软水凝胶到硬塑料的即时热转换

北海道大学

与产业和地区的强强合作“北海道大学独有的实用科学”引领世界

北海道大学的起源可以追溯到1876年成立的札幌农学院。纵观其悠久的历史,我们培育了“前沿精神”、“培育国际性”、“全民教育”、“重实践”的基本理念。基于这一理念,他具有国际公认的高水平学术背景,并具有准确的判断力和领导力[……]。

大学学报在线编辑部

这是大学学报的在线编辑部。
文章由对大学和教育具有高水平知识和兴趣的编辑人员撰写。