上周刊於《自然材料》的劍橋研究指，成功開發出一種全新既柔軟又堅挺的「超級啫喱」，能在被 1,200 公斤重的汽車輾過後回復至原始形狀。

「超級啫喱」 80% 由水組成，而非水的部分使物料在被壓縮時能夠像超硬玻璃一樣發揮作用。團隊指，首次有這樣的軟材料表現出如此出色的抗壓能力。

團隊表示，如經過進一步開發，「超級啫喱」可能具有大量實際應用，由軟機械人到提高人體軟骨替代物的靈活性等等。

領導研究的劍橋大學化學家 Oren Scherman 解釋，在 80% 的水含量下，很多人認為「超級啫喱」在擠壓下會像水彈一樣破裂，但事實並非如此，物料能保持完整並承受巨大的壓力。

有彈性的水凝膠 (hydrogel) 具有許多讓材料科學家感興趣的特性，但這些物料通常在被壓縮時會碎裂，像「超級啫喱」那樣承受 1,200 公斤汽車的重量過去無被研發過。這種「超級啫喱」與眾不同的原因在於其分子結構和其交叉鏈接 (crosslink) 的方式，即兩個分子如何以化學鍵連接在一起。

「超級啫喱」以稱為葫蘆脲 (cucurbituril) 的桶狀分子充當交叉鏈接，每個分子都像分子手銬一樣將兩個分子固定在其空腔中，令分子比平時停留的時間更長。

這意味著控制材料機械性能的聚合物網絡連接更緊密，能夠更能承受到壓縮。總括而言團隊將其描述為「減慢」材料的動力學，因此其性能範圍可以從類似橡膠的狀態到類似玻璃的狀態。

團隊認為，「超級啫喱」其中一個用途是用於實時監測站立、行走和跳躍等動作，測量變形到恢復原來形狀的時間。不過，要用於生物醫學之前，「超級啫喱」將需要進一步開發。

來源：
Science Alert, New 'Super Jelly' Is 80 Percent Water And Can Survive Being Run Over by a Car, 27 November 2021

報告：
Huang, Z., Chen, X., O’Neill, S.J.K. & et al. (2021). Highly compressible glass-like supramolecular polymer networks. Nat. Mater. doi: 10.1038/s41563-021-01124-x

文／Alan Chiu