นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเจ้อเจียงสังเคราะห์ “พลาสติกเซรามิกยืดหยุ่น”

เมื่อวันที่ 8 มิถุนายน 2566 ศาสตราจารย์ถัง รุ่ยคัง และนักวิจัยหลิว จ้าวหมิง จากภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยเจ้อเจียง ได้ประกาศการสังเคราะห์ “เซรามิกพลาสติกยืดหยุ่น” ซึ่งเป็นวัสดุใหม่ที่รวมความแข็งและความอ่อนเข้าด้วยกัน มีความแข็งคล้ายเซรามิก ความยืดหยุ่นคล้ายยาง และความสามารถในการขึ้นรูปคล้ายพลาสติก
วัสดุโปร่งใสนี้เป็นพลาสติกหรือเซรามิก? มันคือพลาสติกเซรามิกที่มีความยืดหยุ่น ซึ่งพัฒนาโดยทีมงานจากมหาวิทยาลัยเจ้อเจียง
“พลาสติกเซรามิกยืดหยุ่น” เป็นวัสดุชนิดแรกที่เกิดจากการผสมผสานสารประกอบอินทรีย์และสารประกอบไอออนิกอนินทรีย์ในระดับโมเลกุล ทำให้ได้วัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติแตกต่างจากวัสดุเดิม ตามความเข้าใจแบบดั้งเดิม วิธีการเตรียมวัสดุในสาขาเคมีอนินทรีย์และเคมีพอลิเมอร์นั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง มีรายงานว่า “พลาสติกเซรามิกยืดหยุ่น” ที่ได้จากการพอลิเมอไรเซชันของโมเลกุลไฮบริดในห้องปฏิบัติการนั้น มีลักษณะเป็นก้อนสีเหลืองเล็กๆ ภายในโมเลกุลนั้น เครือข่ายพันธะไอออนิกอนินทรีย์และเครือข่ายพันธะโคเวเลนต์อินทรีย์จะพันกันและแทรกซึมอยู่ ทำให้ไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติของวัสดุอนินทรีย์เท่านั้น แต่ยังคงคุณสมบัติของวัสดุอินทรีย์ไว้ด้วย และมีความแข็งและความยืดหยุ่นในระดับหนึ่ง เมื่อมีแรงภายนอกกระทำ โครงสร้างอนินทรีย์จะให้ความแข็งและความแข็งแรง เมื่อแรงภายนอกมีขนาดใหญ่และเกิดการเสียรูปยืดหยุ่น โครงสร้างทั้งหมดจะเสียรูป ทำให้เกิดผลในการรองรับแรงกระแทก หลังจากเอาแรงภายนอกออก โครงสร้างอินทรีย์จะส่งผลในการดีดกลับ ทำให้เครือข่ายกลับคืนสู่สภาพเดิม ในอดีต การหลอมรวมสารอินทรีย์และอนินทรีย์เป็นเพียงการซ้อนทับอย่างง่ายๆ เหมือนกับการเทผงอนินทรีย์ลงในโครงสร้างอินทรีย์แล้วคนให้เข้ากัน หากแบ่งย่อยเป็นชั้นๆ ในระดับโมเลกุลก็ยังคงเป็น “คุณเป็นของคุณ ฉันเป็นของฉัน” เพียงแต่เป็นการผสมกันของทั้งสอง “การทดลองนี้ได้สร้างโมเลกุลใหม่ที่ไม่เคยมีมาก่อน ได้โครงสร้างใหม่ และทำลายกำแพงระหว่างสารประกอบอินทรีย์และสารประกอบไอออนิกอนินทรีย์ในระดับโมเลกุล”
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเจ้อเจียงได้เปรียบเทียบประสิทธิภาพของวัสดุใหม่นี้กับเซรามิก ยาง พลาสติก โลหะ และวัสดุอื่นๆ พบว่าวัสดุนี้มีคุณสมบัติเด่นในด้านความแข็ง ความยืดหยุ่น ความแข็งแรง การเสียรูป และความสามารถในการแปรรูป ไม่เพียงแต่มีความแข็งระดับหินอ่อนเท่านั้น แต่ยังมีความยืดหยุ่นเหมือนยางและความอ่อนตัวเหมือนพลาสติก นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติที่พลาสติกแบบดั้งเดิมไม่มี คือ ไม่นิ่มลงเมื่อได้รับความร้อน