最近，香港中文大学（深圳）理工学院朱世平和张祺的团队公布了一种新颖的聚合物凝胶。这种凝胶遇水会变硬，而不是变软，并且拥有众多独特特性。这不仅是材料科学领域的一大进展，还可能对相关产业产生深远影响，确实让人感到非常激动。

研究背景

材料科学领域里，传统聚合物遇水常会变软。多年来，全球学者据此规律研究材料特性。但香港中文大学（深圳）的团队却另辟蹊径。2023年，该校理工学院推出了一种新型聚合物凝胶，为该领域注入了新活力。这一创新发生在中国深圳，显示出我国在尖端材料研究领域的显著地位。

根据现有研究，许多传统聚合物材料的主要特性是软化，这种特性使得硬化材料显得尤为突出，吸引了广泛的关注，进而成为了研究的新热点。

显著特性

这种聚合物凝胶材料特性明显。实验数据显示，遇水后其杨氏模量可增至原来的104倍。比如在测试中，精密仪器显示出遇水前后模量的巨大差异。这个数值远超玻璃化转变所引起的变化（约102倍），与结晶熔化过程相当（大于104倍）。这既体现了该材料在力学性能方面的独特性，也显示了其在理论研究中具有极大的研究价值。

材料在透光性能上有所体现，干燥状态下，PBzMA凝胶既透明又柔韧。但一遇水分，其透光性能会惊人地改变，同时也会出现软硬性质的变化。这一现象揭示了该材料在光学和力学性能之间存在着多种复杂联系，这些联系需要进一步研究。

组分影响

这种聚合物凝胶的成分对其性能有着显著的影响。研究发现，PBzMA和离子液体最初并不容易混合，聚合后会自然分离成不同的相。然而，加入吸湿性的锂盐后，情况发生了变化，能够形成均匀的凝胶。在这项2023年的研究中，离子液体和锂盐的比例和运用都得到了精确的控制，相关实验操作是在香港中文大学（深圳）的实验室里完成的。

凝胶成分一旦调整，材料在干湿状态下的硬度也随之变化。研究人员投入了众多时间，对多种配比进行了测试，累积了丰富的数据资料。这些资料在探究成分对硬度影响方面，起到了至关重要的作用。

相分离机制

这种材料的水致硬化主要通过相分离这一关键过程实现。实验结果表明，尽管相变过程中聚合物含量基本保持稳定，相分离现象却导致PBzMA凝胶分裂为浓相和稀相。以微观结构检测为例，浓相中存在由PBzMA链聚集和缠绕形成的结构紧密的相。

由于这种浓稠特性，凝胶内部的聚合物相互作用或聚合物内部的相互作用变得更为显著，从而提升了其宏观机械性能。这种作用机制在2023年由香港中文大学（深圳）的实验室逐步进行了分析和解读。

可逆性能

这种材料的软硬变化是可以逆转的。当相对湿度在10%至90%之间不断变化时，聚合物的储存模量和损耗模量都展现出优秀的循环性能。之前提到的PBzMA凝胶就是一个很好的例子，它遇水后能承载重物表现出硬化，而失去水分干燥后又能恢复柔软。

这种可逆性能在应用领域具有广阔的前景，尤其在那些需频繁使用且需随环境湿度变化作出调整的设备上，其应用前景十分宽广。

实际应用

这种材料能显示湿度引发的形状记忆特性。它通过强相分离形成可逆相，三维网络作为固定相，形状固定和恢复能力出色。在多次形状记忆循环中，它保持了良好的可逆性和耐疲劳性。比如在形状记忆实验中，它的表现比许多现有材料都要好。这表明，它未来有望在航空航天、医疗设备等众多需要形状记忆功能的领域得到广泛应用，并在这些行业中发挥关键作用。

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