【48812】浙大团队发明出新物质效果登上《天然

  陶瓷和橡胶是咱们日子中经常用到的两种资料。在咱们的印象中，陶瓷是硬邦邦、脆生生的，一旦手滑摔地上就“呯”的一声碎掉了。而橡胶，给咱们的感觉是软软的、弹弹的，用力捏一下，它会凹进去，然后又还原成老样子。

  硬度和弹性在天然界中是一对“对立体”，想要一个物质一起具有两种特性，似乎是天方夜谭。

  近来，浙江大学化学系唐睿康教授、刘昭明研讨员协作团队发明晰一种新物质，将有机物与无机离子化合物在分子标准交融在一起，完美地完成了硬度与弹性在同一物质中的“兼容”，一起还能像塑料那样具有可塑性。

  此前科学界主要是经过将有机物与无机物混合在一起来测验折中两种物质的功用，在微观标准上有机物和无机物仍然是相对独立的存在。而这次浙大团队初次在分子等级上完成有机物与无机离子化合物的结合，得到了一种性质彻底不同于以往资料的新物质。团队将这种新物质命名为“弹性陶瓷塑料”。北京时间6月8日，这项效果在线刊发在国际尖端期刊《天然》上。论文榜首作者为化学系博士生方神威，一起通讯作者为唐睿康和刘昭明。研讨作业取得浙江大学慕昭博士，博士生何彦、孔康任，华东师范大学姜凯副研讨员的支撑。

  记者在现场看到，这个新物质是一颗像扣子相同的黄色小块体，表面上看平平无奇。就连课题组一开始也没意识到这是一个新物质。

  在传统的认知中，无机化学和高分子化学范畴中资料的制备方法是彻底不同的，但2019年，唐睿康团队提出了“无机离子寡聚体及其聚合反响”的新概念，打破了两者边界。

  已然可以像做塑料那样制备碳酸钙，那么，能不能用有机化学的方法来做无机物呢？课题组进行了许多的试验。

  “有机物靠共价键衔接，无机离子化合物因离子键而结合，要在一个分子里边完成有机物和无机物的合一，这个前言就很重要了。”唐睿康说。

  课题组将有机化学中“官能团化反响”这一组成理念融入到了无机组成化学中，规划了一个无机离子寡聚体的官能团化反响，把有机功用分子引进到了“无机离子分子”中，完成了具有有机片段和无机离子片段的杂化分子组成。

  “在挑选了许多化学反响后，咱们终究挑选了无机化学中经典的酸碱反响。这种方法可以简略快速地衔接碱性离子盐与酸性的有机分子，然后构成杂化分子。咱们以碳酸钙寡聚体和硫辛酸分子为例，经过离子片段的聚合和硫辛酸中二硫键的聚合反响，就可以从杂化分子‘自下而上’地构成微观资料。”刘昭明说。

  这个杂化分子所构成的物质结构，并不只仅完成无机物有机物“手拉手”这么简略。经过冷冻电镜试验做三维成像，课题组发现这是一个新的结构。

  在这个分子中，无机离子键网络和有机共价键网络交错交叉在一起，“你中有我，我中有你”。这个彼此交叉的网络就像一个可以弹性的骨架，既有无机物的特色又保存有机物的特色，所以兼具必定的硬度和弹性。在施加必定的外力时，无机骨架可以给咱们供给硬度和强度。在外力很大发生弹性形变时，整个骨架变形发生缓冲效果。在撤消外力后，有机骨架发挥回弹效果，使整个网络又能康复原样。

  “这种有机共价键网络和无机离子键网络彼此交叉的结构是以往没有的，”唐睿康介绍说，以往的有机物无机物交融，是两者的简略叠加，比如说，把无机物粉末倒入有机物的结构里，再均匀拌和，假如一层层细分下去，到了分子等级，仍然是“你归你，我归我”，所以更精确地说，仅仅两者的混合，“咱们这次试验发生了曩昔没有的全新分子，所以得到了全新的结构，打破了传统有机物和无机离子化合物在分子标准的隔膜。”

  浙大这项效果，简而言之，便是科研人员经过拼接的含有有机物和无机物的分子单元，发明出了一个新的分子，然后构成了新的物质国际。

  这个打破认知的新物质，在分子层面上看是彼此交错的有机共价和无机离子网络，其间有机物和无机物的化学份额大约各占一半，在微观资料上说便是兼具橡胶与陶瓷特性的复合塑料。

  浙大科学家将这个新物质的功用与代表性的陶瓷、橡胶、塑料、金属作比照，发现它在硬度、回弹、强度、形变和可加工性等几个指标上，都达到了高分，既有大理石的硬度，又有橡胶的弹性，还有塑料的可塑性，而且还有一个传统塑料所没有的特性：加热后不会软化。功用之强壮，可谓是一个“五边形”兵士。

  效果受到了论文审稿人和修改的高度评价：“本文报导了一种全新的资料，具有陶瓷的强度和硬度，具有聚合物的变形性、柔性和弹性。这不只会引起资料科学界的重视，也相同会引起整个科学界的爱好，由于新资料总能翻开新的可能性。”同期《天然》还配有专门的研讨简报。

  谈及下一步作业，唐睿康说，新分子新结构新资料，有望使用在从根底化学到资料科学等许多研讨范畴上，一起也给未来科学研讨留下了更多幻想的空间。