灵活,柔软的水凝胶材料用于令人眼花缭乱的阵列应用程序,从柔软隐形眼镜Jell-O.。但所有人都分享了一个共同的结构:浸入水中的聚合物链的缠结网络。现在研究人员已经开发出一种新版本的水凝胶堂兄,这是更加艰难的,并且可能会发现更多的用途,包括更长的电池。遇见他们的“离子凝胶”。

IONOGEL聚合物与离子液体淹没,而不是水。这种流体由正极和带负电的离子的组成 - 类似于组成的食盐。但离子液体不会在室温下组装成结晶固体。然而,离子之间的强键确保液体不会像水一样蒸发。并且,部分地致力于离子的粘附力,浸泡在离子液体中的聚合物可以比水凝胶中的聚合物更加艰难。

北卡罗来纳州立大学的化学工程师迈克尔迪基,他的同事们设计了一个创建IONOGELS的新方法机械性能,他描述为“最佳课程”。它们比软骨或天然橡胶更难以打破,同时保持柔软和弹力。(一种类型的IONOGEL可以长达7倍的长度,Dickey说 - 橡皮筋多的两倍以上)。他的团队的IONOGELS导电电力并保持稳定在换气温度下。如果施加热量,它们可以自我愈合切割或撕裂。新材料在自然材料中发表的最近进行了描述。

“这些透明的IONOGEL具有非常坚韧的机械性能,并通过他们要做的更容易来说,这是一种备受的容易,”Massachusetts技术研究所的机械工程师们审查了这项研究,但没有直接参与工作。其他研究人员已经开发了自己的IONOGEL,但是通常涉及多个步骤或复杂化学。使用新的公式,Dickey和他的同事简单地用两种不同类型的聚合物的建筑物块(称为单体)混合了离子液体,然后在液体上闪烁光以引发单体以将单体连接到聚合物链中。“在这种情况下,一个加一个等于100,”Dickey说。“你拿着这两种材料,他们自己是[常见],但是你把它们放在这个新的环境中,你得到了非常艰难的东西。”

采用这种新方法制造的IOOGELS可能有许多应用。他们的韧性和壮丽使他们成为缓冲的良好候选者,以防止汽车事故或爆炸。它们在曝光时凝固,因此可以使用离子凝胶制剂来3-D打印硬质对象。并且由于它们的离子可以承载电荷,因此可以在可充电电池中使用凝胶,因此研究人员认为它将抗抵抗目前使用的液体电解质的降解。

Dickey说,这些只是一些可能性。“当你有一种如此容易制作并且具有如此伟大的属性的材料时,”他补充道,“它必然找到甚至超出我想象的应用程序。”