哈佛大学研发新型天然橡胶 抗裂性能显著提升
2025-05-26 15:00
来源:哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院
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近日,哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的材料研究人员取得了一项突破性进展,他们发明了一种新的天然橡胶生产方法,显著提高了天然橡胶的抗裂能力,同时保留了其弹性和耐用性。这一研究成果发表在《自然可持续性》杂志上,为天然橡胶的应用领域带来了新的可能性。

天然橡胶作为一种广泛应用的生物材料,其抗裂性能长期以来一直未有显著提升。然而,SEAS力学和材料学Allen E. 和 Marilyn M. Puckett教授锁志刚领导的研究团队,通过改进橡胶的制备过程,实现了这一目标。他们采用了一种低强度的加工方法,保留了长聚合物链的自然状态,从而提高了橡胶的抗裂能力。

研究团队将这种新型橡胶材料命名为“缠结物”(tanglemer),其结构类似于缠结的意大利面条。当新材料中出现裂缝时,长聚合物链会通过相互滑动来分散压力,使材料整体更坚固,更耐开裂。据研究结果显示,这种橡胶在反复拉伸过程中抵抗缓慢裂纹扩展的能力提高了四倍,整体韧性提高了十倍。

“提高抗裂性将延长材料的使用寿命,从而提高其可持续性,”第一作者、前SEAS博士后研究员Guodong Nian表示。这种新型橡胶不仅适用于手套、轮胎、鞋子等传统橡胶制品,还为柔性电子产品或软体机器人部件等新兴领域提供了新的应用可能性。

尽管这种新材料在加工过程中需要大量水分蒸发,且目前更适合用于制造薄型橡胶制品,但研究团队对其未来应用前景充满信心。他们表示,这项研究凸显了保留长聚合物链天然状态的优势,并为天然橡胶的可持续发展提供了新的思路。

更多信息: Guodong Nian 等,《高抗裂纹增长天然橡胶》,《自然可持续性》 (2025)。期刊信息: 《自然可持续性》

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