東京大學固體物理研究所的一個研究小組,已經實現了一種極其均勻的凝膠的合成,顛覆了軟材料的常識。
果凍等高分子凝膠材料是我們身邊常見的軟質材料。其應用廣泛,如尿布和化妝品的吸水保水材料,DNA和蛋白質的分離膜,抗癌藥物的緩釋載體等。
凝膠是通過在溶液中相互固定(交聯)大分子製成的。由於該交聯反應在溶液中隨機移動的大分子之間隨機進行,因此人們認為形成的聚合物交聯結構不可避免地是不均勻的。
另一方面,在本研究中,我們發現通過在凝膠化之前將聚合物密集填充在溶液中,即使在凝膠化之後也可以保持均勻分散的狀態。通過在溶液中的空間總是均勻填充的狀態下進行交聯反應,可以說最終的交聯結構成功地形成了極其均勻的凝膠。
由於普通凝膠的網絡結構不均勻,因此在施加激光束時會檢測到隨機干涉點(斑點)。另一方面,通過光散射或X射線散射對該凝膠進行評價時,未發現顯示空間不均勻的散射光斑點。不僅如此,由於凝膠化前後聚合物鏈的空間和時間相關性完全一樣,凝膠化已經不能用一般的散射法檢測出來,直到你真正去觸摸它才是一個解決方案。無法確定它是凝膠還是凝膠。 它顛覆了“凝膠具有非均勻網絡結構”的常識,甚至重新定義了凝膠的狀態。
該凝膠不會因結構不均勻而引起光的異常散射,因此達到了作為軟質材料所能達到的透明性的理論上限,有望應用於光纖等。此外,由於該方法無論聚合物的類型和反應方式如何,都可以應用於廣泛的聚合物種類,因此有望在醫學、製藥、化學、光學和電子等各個領域產生連鎖反應。工程。