發布時間：2022年12月29日
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當廚房里的水濺出來時，紙巾和抹布就能解決問題。不過，研究人員已經制造出“更好的吸附劑”——吸收并容納的水基液體是普通紙巾三倍多的水凝膠。相關研究近日發表于《物質》雜志。研究者表示，這種可吸收、可折疊、可切割的“凝膠片”，有朝一日可能被用于廚房或手術室來吸收液體。
通常有兩種材料可以吸收液體——多孔材料和水凝膠。像布和紙這樣的多孔材料是靈活、可折疊的，雖然易于使用，但吸收力并不強。另一方面，由聚合物（大分子網）構成的高吸水性水凝膠可以吸收超過自身重量100倍的水。然而，當干燥時，這些水凝膠會變成易碎的固體。
“我們重新設想了水凝膠的樣子。”美國馬里蘭大學的論文通訊作者Srinivasa Raghavan說，“我們所做的就是將紙巾和水凝膠的理想特性結合起來。”
為了制作凝膠片，研究團隊首先將酸、堿和水凝膠的其他成分混合在一個帶拉鏈的袋子里。就像醋遇到小蘇打一樣，這種混合物在凝膠中釋放出二氧化碳氣泡，形成了一種多孔的泡沫狀材料。接下來，研究人員將這個帶拉鏈的袋子夾在玻璃板之間，形成一個薄片，然后暴露在紫外線下，于是，液體在氣泡周圍凝結，留下氣孔。最后，研究小組將固定的薄片浸入酒精和甘油中，然后風干。這使得干燥的凝膠片也能保持柔軟和靈活，擁有類似織物的質地。
Raghavan說：“據我們所知，這是第一個被報道具有這種柔軟觸覺和機械性能的水凝膠。”研究人員表示，這些凝膠片在環境條件下也保持了一年的柔軟和靈活，穩定性良好。“我們正試圖用簡單的材料獲得一些獨特的性能。”
與商用布墊和紙巾相比，同樣大小的凝膠片吸收的液體量是前者的三倍以上。當研究人員將凝膠片放在25毫升溢出的水面上時，凝膠片在20秒內膨脹并吸收了這些水，并能保持水不滴落。然而，布墊只吸收了大約60%的水，并會滴水。
凝膠片在黏稠的液體中也表現良好，比如糖漿、血液，甚至是比水濃度大100萬倍的液體。研究人員發現，凝膠片可以在60秒內吸收近40毫升的血液，而紗布敷料只吸收了55%。凝膠片也能很好地保持吸收的血液，而浸透的紗布則會滴漏血液。與衛生巾、海綿和紗布相比，凝膠片吸收的血液量是其他材料的兩倍多。
接下來，該團隊計劃通過增加吸收性、強化材料、降低成本和使其可重復使用來優化凝膠片。研究人員還在尋找一種能吸油的凝膠片。
Raghavan說：“原則上，凝膠片可能是紙巾的高級形式。”他設想這種凝膠片可以用于清理廚房和實驗室里，還可以清理手術中存在的液體和經血。由于其柔韌和吸收性，凝膠片也有可能作為敷料，阻止嚴重傷口出血。“我一直有興趣讓我們的發明走得更遠，而不僅僅是發表論文。如果能把它用于實際應用，那就太棒了。”
來源：中國科學報 發布時間：2022/12/27 13:01:45