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2025-03-07 02:25:00
何十年もの間、エポキシ樹脂などの複合接着剤の強度と耐久性は、建設から航空宇宙までのすべてにおいてそれらを不可欠にしてきました。しかし、この例外的な強さは、イライラする欠点を示しています。これらの素材は、結合すると頑固に永続的になります。最近、研究チームによると、研究者は等しく堅牢であるが新しいひねりを特徴とする新しいクラスの複合材料を発表しました。
カリフォルニア州バークレーの研究者が率いるチームは、複合材料がどのように保持されるかを根本的に再考することでこれを達成しました。チームは不可逆的な化学結合に依存する代わりに、擬似結合の使用を開拓しました。これは、長いポリマー鎖間の物理的絡み合いです。
「これは資料を固める新しい方法です」と、バークレーラボの教員の上級科学者であり、この研究の主任著者の一人であるティンXu氏は説明します。 「私たちは、従来の方法に合わない複合材料への新しいパスを開きます。」
従来のエポキシでは、硬化剤がポリマー鎖の永続的で不可逆的な化学架橋を引き起こし、材料を剛性構造にロックします。しかし、新しいアプローチは、自然からインスピレーションを引き出します。 Xuは次のように説明しました。「この概念は、ポリマーを強化する主な方法が2つあるという考えに基づいています。1つは化学的に架橋されたネットワークを作成すること（エポキシがそうであるように）であり、もう1つは非常に長いポリマーチェーンを使用することです。生物学からさらなるインスピレーションを得て、Xuはそれを折りたたまれたタンパク質に例えました。これは、共有結合とは異なり、後で逆転できる物理的相互作用から強度を得ます。
顕微鏡画像は、ストレスの下で伸びて解くポリマー鎖をキャプチャし、擬似結合メカニズムの視覚的確認と、破砕せずに力を吸収する材料のユニークな能力を提供しました。
さらに、この技術は、リサイクル不可能な複合材料に依存している産業を潜在的に改革することができます。自動車や航空宇宙の製造から建設や消費財まで、強力で耐久性があり、完全にリサイクル可能な材料を作成する能力は、より持続可能な未来への道を提供します。
「このエンタングルメントベースの複合材料は、材料工学と設計の大きな進歩を示しています」と研究者は結論付けています。制御されたポリマーエンタングルメントを介して液体と固体状態の間の線を曖昧にすることにより、このイノベーションは、21世紀の接着剤と複合材料についての考え方を根本的に変えて、高性能で本質的に持続可能な新世代の複合材料への道を開きます。
#科学者は可逆的粘着性変換複合材を発症します