来自《自然》杂志
您没有眼花——您刚才看到一个金属球从一块果冻上弹开。但您不会将这种果冻放在雪利酒 trifle 中：它是由马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的材料工程师 Zhigang Suo 和他的同事开发的精密水凝胶1。
水凝胶是一种聚合物网络，可以吸收大量水分形成类似果冻的材料。但大多数水凝胶很容易破碎，而且不拉伸太远就会断裂。一些最坚韧的水凝胶用于制造软性隐形眼镜，研究人员希望使它们更坚固，用于替代软骨或作为生长人工器官的支架。
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Suo 的水凝胶由两种聚合物——藻酸盐和聚丙烯酰胺的混合物制成。每种聚合物都使用不同类型的化学键形成网络：藻酸盐分子通过离子键连接在一起，聚丙烯酰胺分子通过更强的共价键连接在一起。当凝胶被拉伸、撞击或撕裂时，离子键可以在整个材料中断裂和重新形成，将能量分散到更广泛的区域，并减少共价键的不可逆断裂。共价键将材料结合在一起，使其能够弹回原来的形状。
单独来看，这两种聚合物都可以形成普通的水凝胶——但当它们混合在一起时，得到的材料比其组成部分强大得多。断裂组合水凝胶所需的能量与天然橡胶相当，为每平方米 9,000 焦耳，并且凝胶可以拉伸到其原始长度的 20 倍而不会断裂。“你甚至无法用手将其撕开，”Suo 说。