荷蘭瓦赫寧根大學研究中心的科研團隊近日宣布,他們成功研發(fā)出一種名為“復合聚體”的新型材料,打破了材料科學領域長期存在的理論限制。這種琥珀色材料同時具備塑料的抗沖擊性和玻璃的可塑性,在加工性能與機械強度之間實現(xiàn)了前所未有的平衡。
傳統(tǒng)材料科學中存在一個公認的矛盾:玻璃態(tài)材料的加工難度與脆性呈正相關。具體表現(xiàn)為熔融速度越慢的材料越容易塑形,但同時會變得更為脆弱。賈斯珀·范德古赫特教授團隊通過重構分子結合機制,徹底顛覆了這一認知。他們開發(fā)的復合聚體在保持緩慢熔融特性的同時,展現(xiàn)出驚人的韌性——實驗顯示,這種材料從高處墜落時會像橡膠球般彈起,而非像玻璃那樣碎裂。
該材料的創(chuàng)新核心在于分子層面的物理結合方式。與傳統(tǒng)塑料通過化學交聯(lián)鍵固定分子鏈不同,復合聚體采用正負電荷的物理吸引力實現(xiàn)分子連接。這種設計使材料內部形成獨特的“動態(tài)結構”:帶相反電荷的分子鏈在相互吸引的同時保持適當間距,既允許高溫下的塑性變形,又能維持吸收沖擊的強度特性。
研究團隊特別指出,這種電荷驅動的結合機制帶來了意想不到的優(yōu)勢。由于分子間作用力屬于物理范疇,受損材料可通過簡單加熱實現(xiàn)自修復。實驗證明,用熱風槍加熱裂縫處并施加壓力,斷裂的分子鏈會重新結合,恢復材料完整性。這一特性使復合聚體在戶外家具、建筑板材等領域具有顯著應用潛力。
當前版本的復合聚體仍使用化石基原料,但研究團隊已啟動生物基材料的開發(fā)計劃。可持續(xù)塑料技術專家沃特·波斯特表示,這項突破為設計易修復、可降解的新型塑料提供了理論基礎。與傳統(tǒng)回收技術不同,復合聚體的自修復能力可延長產(chǎn)品使用壽命,而生物降解特性則能減少環(huán)境負擔。
范德古赫特教授透露,團隊正在優(yōu)化材料的生物基配方,目標是在未來三年內推出完全可持續(xù)的版本。這項研究不僅重新定義了材料科學的可能性邊界,更為全球向循環(huán)經(jīng)濟轉型提供了關鍵技術支撐。隨著研發(fā)工作的推進,這種“矛盾材料”有望在消費電子、包裝材料等領域引發(fā)革命性變化。













