強度勝過金屬卻具柔軟性之玻璃纖維強化水凝膠

刊登日期:2017/2/22
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北海道大學的尖端生命科學研究院的研發團隊,開發出柔軟且強度超過金屬的複合材料「玻璃纖維強化水凝膠(Hydro Gel)」。可望應用於韌帶、肌腱等高負荷的生體組織,其柔軟特性亦可應用於服飾與工業材料方面。
 
該材料係以 Polly-ampholite(PA)凝膠、加上直徑約 10μm的玻璃纖維織品複合而成,兩種材料相乘效果下,展現凌駕於金屬的強韌,卻又俱備自由彎曲的柔軟性。含有體積比 40%的水份,拉扯破壞所需的力道達到 500 kJ/m2,遠勝於纖維強化塑膠(10 kJ/m2)、碳鋼(100 kJ/m2)等材料,甚至是玻璃纖維單體的25倍。合成手法相當單純,只要把玻璃纖維織品含浸在水凝膠溶液中即可。
 
透過電子顯微鏡得知,該材之所以如此強韌,是由於 PA凝膠與玻璃纖維強力黏著在一起的緣故。玻璃纖維表面的負電荷與 PA凝膠內部的正電荷,形成了離子的相互作用,因此實現了強韌化,而該機制不僅限於凝膠,亦可應用於橡膠等材料方面。
 
資料來源:化學工業日報 /材料世界網編譯
參考網址:http://www.jst.go.jp/pr/announce/20170116-2/


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