“不可能”材料問世：科學家造出顛覆物理理論的玻璃塑料復合物

瓦赫寧根大學的團隊目前雖以化石原料為基礎，正著力開發更可持續的生物基版本復體聚合物。

瓦赫寧根大學及研究中心的研究人員突破長期以來的材料理論，開發出一種全新的“復體聚合物”（compleximer）材料類別。這種琥珀色物質實現了此前被認為互斥的特性結合：既具備塑料般強韌的抗沖擊性，又像玻璃一樣易于重塑和吹制。

挑戰脆性定律

數十年來，材料科學界對“玻璃態”材料存在一條嚴格的經驗法則：材料熔融速度越慢、加工越容易，其脆性必然越高。然而，賈斯珀·范德古赫特教授及其團隊徹底打破了這一假設。他們發現的新材料熔融速度足夠慢，可進行精細塑形，同時具備足夠韌性——落地時能彈起而非碎裂。

分子“磁鐵”的物理學原理

突破關鍵在于材料在分子層面的結合方式。傳統塑料依賴化學交聯作為永久“膠水”固定長分子鏈，而復體聚合物利用物理吸引力。在新結構中，分子鏈一半帶正電荷，另一半帶負電荷，正負電荷如磁鐵般相互吸引，使分子鏈無需化學固定即可結合。

由于這種吸引力作用距離比傳統化學鍵更長，分子鏈間留有更多空間。這種分子層面的“呼吸空間”賦予了材料獨特性能：既能高溫揉捏吹塑，又能保持吸收沖擊的結構。與離子液體等帶電材料對比時，這一發現尤為令人驚訝，表明帶電物質可能呈現科學家剛剛開始探索的全新行為模式。

范德古赫特教授表示：“現階段最讓我興奮的是，帶電材料的表現可能完全顛覆我們的預期。”

“吹風機修復術”與可持續未來

這種“不可能”材料對消費品領域具有重要前景。由于分子鏈通過物理作用結合，材料具備自愈特性。若復體聚合物屋頂板或花園家具出現嚴重裂縫，僅需用吹風機加熱裂縫處并按壓，分子磁鐵即可重新結合。

化石塑料的綠色替代方案

盡管當前版本基于化石原料，瓦赫寧根團隊已著眼可持續發展。可持續塑料技術高級研究員沃特·波斯特強調，這項工作為塑料設計開辟了新方向——不僅更易修復，還可能實現快速生物降解。“多數應用研究聚焦回收改進，而這項工作開啟了塑料修復甚至快速生物降解的大門。”

范德古赫特教授表示，未來幾年將優先研發生物基版本，確保這一科學里程碑能推動全球向可持續材料轉型。

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