第四百六十五章 干脆用石墨烯算了

陆语的这一番话语清晰无比。 听完了之后，一众学者们的眉头，皆是微微一皱。 “这么说的话....” “使用聚乙烯醇作为柔性材料这一条路，真的走不通吗？” 苏晓晓皱了皱眉头，缓缓说道： “虽然它在抗震、抗冲击方面，有一定问题。” “可是咱们，也能通过一些专门的方法，来强化它的抗震、抗冲击能力啊。” “至少...在我之前的构思里，这已经是最适合我们外骨骼设备的一种材料了。” 她将自己得观点，缓缓地表达了一遍。 聚乙烯醇抗震、抗冲击力不足的问题，早在构思这个的初级阶段，苏晓晓就已经发现了。 可是，在深思熟虑了一番之后，她仍旧是选择用聚乙烯醇来作为外骨骼设备的柔性材料构筑，这不是没有原因的。 问题确实有。 但是，在她的设计中，这些问题应该都是有办法解决的才对啊？ “我知道你的意思。” “但是我大致想了一遍，常规的解决办法，应该都解决不了聚乙烯醇的问题。它的问题出在了材料本身。” 陆语微微颔首，来到了整个会议室的最中央，给大家详细讲解道： “我想大家应该都知道。聚乙烯醇（pva）是一种水溶性高分子聚合物，具有良好的柔韧性和透明性，可是首先聚乙烯醇的玻璃化温度较低，约为75~851，在高温下容易软化和变色，失去机械强度。” “我们的外骨骼设备，是需要适应各个地形、温度的。” “在寻常的气候下，可能没有那么容易到达它玻璃化的温度。” “可是....一旦到了沙漠这种极端燥热气候的地形，再加上外骨骼设备自身的热量，超过85°气温，太轻松了！” “万一出现了玻璃化的问题。” “整个外骨骼设备的柔性材料，一下子就垮了！这就相当于你的骨头直接熔断了！” “你们想想，这有多可怕？” 陆语深吸了一口气，继续将自己刚刚得到的实验结果，叙述出来：“不过如此。” “聚乙烯醇的分子链中含有许多醇基，与水形成氢键，导致它的水溶性较高。当聚乙烯醇遇到水或湿气时，会吸收水分，导致它的结构松弛和膨胀，大幅度地降低了它的抗冲击能力。” “这又是一个地形的因素。” “相当于，一旦我们在极端气候下使用聚乙烯醇作为外骨骼设备的柔性材料，比如...高温、潮湿的地形，故障率便会瞬间翻无数倍！” “另外，聚乙烯醇的分子量和醇解度同样会大幅度地影响它的抗冲击能力。一般来说，分子量越大，醇解度越低，聚乙烯醇的抗冲击能力越高。但是分子量过大或醇解度过低，也会影响聚乙烯醇的柔性和加工性！” “....” 陆语将弊端缓缓地给大家讲述了一遍。 众人的脸色，瞬间变得复杂无比。 照这么说来，使用聚乙烯醇作为柔性材料的主题，风险确实是有些太大了！ “可...” 苏晓晓犹豫了一下，继续道： “这些问题，也并非无法解决吧？” “比如，我们可以通过添加小分子铁电材料，提高聚乙烯醇的介电常数和储能密度。利用小分子铁电材料的自发极化能力，与聚乙烯醇材料原位结晶成膜，形成氢键偶极-电荷积累模型，可以直接地增强了复合薄膜的极化响应和电场耦合效应！” “只要能制备出具有高介电常数（达到1000）和高储能密度（达到20j/c3）的透明柔性聚合物薄膜，让它具有良好的力学性能和加工性能。” “抗冲击力的问题，能够很轻松地解决啊！” 苏晓晓将自己脑海中的想法，直接说了出来。 “半对半错。” 陆语摇了摇头，笑道：“你说的确实没错，通过添加小分子铁电材料，确实能够在一定程度上提高聚乙烯醇的介电常数和储能密度。” “但是，这种方式的局限性，一点也不小！” 小分子铁电材料的加入可能会影响聚乙烯醇的透明性和柔性，因为小分子铁电材料通常具有较高的折射率和较低的弹性模量！而且，小分子铁电材料的稳定性和相容性也需要进一步研究和优化。” “即使确认了稳定性和相容性，也只能解决分子端的问题。” “我提到的第一个问题和第二个问题，依旧没有办法解决。” “那如果使用冷冻干燥和盐析法，直接去制备具有高强度、韧性和耐疲劳性的水凝胶呢？” 苏晓晓皱了皱眉，再度发问道。 “我们用冷冻干燥法在聚乙烯醇水凝胶中形成多孔结构，增加了水凝胶的比表面积和孔隙率，提高了水凝胶的吸水率和弹性恢复能力！” “同时，再利用盐析法在聚乙烯醇水凝胶中引入离子交联点，增加了水凝胶的交联密度和机械强度，提高水凝胶的抗冲击能力和耐疲劳性！” “我之前建造过一个初步模型。" “用这种方法，大概率是可以制备出具有高强度（达到10pa）、高韧性（达到10000j/2）和高耐疲劳性（经过10000次循环加载后仍保持90%以上的强度）的水凝胶，而且具有良好的透明性和生物相容性！” “这总行了吧？” 苏晓晓眨眼问道。 “还不错嘛。” 陆语的眼眸中流露出了一抹赞许之色，点头道： “你竟然连盐析法都想到了。” “不过，盐析法一样存在缺陷。首先是成本方面的问题。” “它的制备过程太复杂了！ “不但需要控制冷冻温度、干燥时间、盐析浓度等参数，更是需要保证以及水凝胶在不同环境中的稳定性和可靠性！” “在高温环境中，水凝胶会出现热失水的问题，因为水分的蒸发而失去水分，导致其体积收缩、结构变形、功能下降等问题。根源是水凝胶中的水分与聚合物链之间的相互作用力较弱，无法抵抗外界温度的升高。” “而在低温环境中，更是会出现冻结-融化循环！” “说到底，聚乙烯醇的不稳定性依旧没有解决，只是将风险转移到了由聚乙烯醇形成的水凝胶身上。” “归根结底...” “问题还是没有解决！” 陆语这番话语一出，苏晓晓瞬间沉默了。 半响后.... “你...那么短的时间，就发现了这些问题？” 她上下打量了一番陆语，有些不敢置信地问道。 之前苏晓晓在华清大学的实验室里构建模型的时候，光是试出盐析法，就花了不少的时间！更何况进一步找出它的问题了！ 可陆语这短短一两个小时的时间，就发现了那么多关键性的问题？ 这效率未免也有些太可怕了！ “咳咳，算是吧。” 陆语清了清嗓子，将目光投向了其他研究人员，缓缓问道： “你们还有什么问题吗？” 他把苏晓晓问的上一个问题，略了过去。 之所以陆语的效率能够这么高，自然是脱不开系统的功劳！有着颅内超高速演算这个超级buff在，他只需要先把最基本的实验步骤做好，得出数据后直接进行演算即可。 这效率能不高吗？ “r.lu，ihaveaquestion（陆先生，我有一个问题。）” 就在这时，一个日耳曼国的研究人员，有些结结巴巴地用英语说道。 “说。” 陆语找了一个位置，坐了下来，继续聆听。 “陆先生，是这样的。” “您之前说的两种方法都行不通，那我们换一个思路，用物理交联法呢？” 他站起身，疑惑问道： “我们可以利用聚乙烯醇和植酸之间形成氢键交联点，制备具有自修复能力的聚乙烯醇/植酸复合材料，使得复合材料具有可逆变形和自修复能力！” “当复合材料受到损伤时，只需将断裂面对接并施加适当压力，就可以恢复原来的形态和功能！” “这可以吗？” 日耳曼国专家此话一出，从事过类似研究的龙国学者们，眼神中都流露出了一抹惊讶。 真别说，这个方法还挺不错！ “或许可行啊...如果能够用物理交联法，不就相当于柔性材料能够自动修复了吗？” “这不就跟记忆金属类似吗？就算有损坏，也能够自行恢复。” 几个学者琢磨着，都觉得这个方法...听起来似乎可行啊！ 然而。 陆语却是想都没有想，便直接道： “这个方法，我一开始就考虑过了。很遗憾，依旧是行不通！” “为...为什么？” 众人疑惑问道。 “很简单。物理交联法，归根结底，是一种利用氢键、缠结链、疏水相互作用、晶体相互作用、主-客体机理等形成的非共价键来连接聚合物链的方法。” “这种方法，用在我们的柔性材料上，或许可以制备出具有自修复能力、良好机械性能、高温稳定性、低成本等特点的柔性材料。” “而且，还具有良好的生物降解性和生物相容性。” “可是....” 陆语缓缓地站起身，拿出了一支笔，在白板上画了起来。 “最容易出现的一种情况，就是这个，物理交联点的分布不均匀！” “一旦无法确保物理交联的分部均匀性，就会导致水凝胶的力学性能不均匀，极其容易出现应力集中和断裂等问题！” 他画了一个大致草图，方便众人理解。 草图虽然看起来很粗糙，可是在座众人都是高知学者，勉强也能领会其中的形意。 “这种现象，称为物理非均匀性。根源是物理交联点的形成受到聚合物链的结构和运动等因素的影响，无法实现空间上的均匀分布！” “一旦无法抵抗外界环境的变化，就会再次变得不稳定！ ”当水凝胶受到外力或温度等刺激时，物理交联点会发生断裂或重组，导致水凝胶的形状和功能迅速发生变化！“ "例如，当水凝胶受到拉伸时，物理交联点会沿着拉伸方向排列，导致水凝胶的各向异性增强；当水凝胶受到压缩时，物理交联点会随机分布，导致水凝胶的各向同性增强... “这些变化会影响水凝胶的弹性模量、断裂应变、韧性等力学性能....” 听着陆语深入浅出的讲解。 众人的眼神中渐渐流露出了一抹明悟之色！ 就连那个日耳曼国的专家，眼神中都露出了敬佩的神情。 他用日耳曼国语言暗自感慨道： “不愧是能够研究出人造肾脏的科学家啊！这份思路，确实令我等望尘莫及！” 可是。 伴随着陆语彻底讲完了之后，也有一些学者脸上露出了泄气的神情。 陆语的思路越清晰，也就代表着聚乙烯醇能够担当柔性材料的可能性越低，因为所有弥补的方式，都有漏洞！ 既然聚乙烯醇无法担当柔性材料....那应该用什么好？ 苏晓晓的脸上露出了一抹迟疑之色： “那如果换成我的备选方案，聚氨酯。这个...行得通吗？” 聚氨酯是她考虑的备选方案。 在许多性能上，跟聚乙烯醇都有差距。 “不行，这个我也考虑过了。” 果然，陆语直接摇头道： “聚氨酯水凝胶的生物安全性太低了！” “使用不当，极有可能引起人体或动物的免疫反应或毒副作用！它其中可能残留有异氰酸酯或其他有毒物质，或者与人体或动物的组织或细胞发生不良相互作用！一旦与血液发生凝固或溶血；后果不堪设想！” “就算不考虑溶血问题，它还有可能与细菌发生吸附或滋生....” 伴随着陆语的讲述，苏晓晓也是无奈地叹了一口气： “果然不行吗？” “其实，我在想，我们是不是可以抛弃柔性材料不用，直接使用一种合适的材料去大规模地布置神经元传感器？” “只要材料能够满足我们需要的特性，也未必需要柔性材料啊。” 陆语说道。 “问题是，那材料是什么呢？” 一个学者笑了笑，开玩笑般地说道： “实在不行，搞个石墨烯算了。” “论文到时候也好写，哈哈哈。” “....”