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糖晶体竟可媲美金属铝?科学家发现有机材料新奇迹
来源:官方媒体 网络新闻 | 作者:亚洲经济报 | 发布时间 :2025-12-31 | 17 次浏览: | 分享到:
近日,一项由国际研究团队完成的突破性研究成果引发广泛关注。他们发现一种源自糖类的有机晶体--黏液酸晶体,在力学性能上表现出惊人的刚性,其硬度几乎接近金属铝。这一发现不仅颠覆了人们对有机材料“脆弱”的传统认知,也为新型材料的研发带来了全新方向。


该研究成果已发表于最新一期《化学科学》(*Chemical Science*)期刊。研究人员指出,材料的“刚性”通常通过杨氏模量来衡量,即材料在受力时抵抗形变的能力。通常而言,钢铁、陶瓷等无机材料被认为是高刚性代表,而糖、柠檬酸等有机分子则被认为结构松散、易碎。然而,这项研究揭示,只要分子在晶体中高度有序且紧密排列,有机材料同样可以展现出令人惊讶的力学性能。


黏液酸是一种常见的糖衍生化合物,广泛用于医药和食品工业。研究团队在室温条件下,通过让黏液酸水溶液缓慢蒸发,成功制备出高质量的晶体,并对其力学性能进行了详细测试。


实验结果显示,在特定晶向上,黏液酸晶体的抗形变能力尤为突出,其杨氏模量达到50.25吉帕(GPa),创下了有机晶体的最高纪录。相比之下,纯铝的杨氏模量约为70 GPa。这意味着,这种由轻元素构成的有机晶体,在刚性方面已经接近常见金属材料。

研究人员进一步分析发现,黏液酸晶体之所以具有如此优异的刚性,主要得益于其高致密的晶体结构,以及由大量氢键形成的三维网络。这些微观层面的“分子连接”如同坚固的支架,使外部应力能够在晶体内部均匀分散,从而显著提升了材料的整体抗形变能力。

这一发现为未来材料设计提供了全新思路。兼具轻量化与高刚性的有机材料,有望在电子器件、药物制剂等多个领域发挥重要作用,推动高性能、环保型材料的开发进程。

随着对有机材料性能研究的不断深入,人类或许将迎来一个由“糖”构建的崭新材料时代。