北京冬奧｜科研團隊首創永不融化的冰雪　遇高溫仍保持完整形狀？

自然狀態下的冰雪，遇上高溫時會融化，但北京理工大學宇航學院教授張凱團隊，近期就研製出一款「永不融化的冰雪」。

張凱介紹，常溫狀態下的凝膠冰雪是一種水凝膠材料，觸摸的質感和果凍相近，但力學性質更好；由於百分之九十以上的成分是水，因此具有與自然冰雪幾乎相同的視感和觸感。

據了解，凝膠冰雪不融化的奧秘藏在一種親水的高聚物網絡中，它由多種材料通過化學聚合反應形成，根據需求不同，高聚物網絡的用材、形狀、交聯方式也不同。在沒有高聚物網絡時，冰晶會因升溫融化成水；但加入高聚物網絡後，融化後的水會被牢牢鎖在網格之中，因此升溫後水凝膠仍能保持形狀的完整，介乎於液體和固體之間。

製作凝膠冰雪時，研發團隊特意選擇生物相容性材料，無毒無害、自然環保，原材料價格低，製備手段簡單，無需昂貴的大型儀器，且使用過程中易於維護，成本相比人工造冰技術可大幅降低。

凝膠冰雪能提供仿真冰無法比擬的真實冰雪體驗感，只要為水凝膠加上一層自製冷裝置，就能做出冰板、冰牆、冰杯、冰碗，甚至可以用於製作精美浮雕。此外，凝膠冰雪可引入具有光、電、磁等元素，可實現功能化設計。

據了解，張凱教授帶領的凝膠冰雪團隊，屬於北理工宇航學院力學系波動力學團隊，主要研究航天和水下大型裝備的減震降噪問題。幾年前，他們開始研究水凝膠，主攻方向是將它與聲學結合，研發面向海洋裝備和醫學的先進聲學材料。

以醫學上的超聲波為例，患者照超聲波時需先在皮膚上塗抹屬於高分子水凝膠的啫喱。而張凱教授團隊研發的新型水凝膠，能讓病患體驗更好，超聲波成像更清晰，「水凝膠是一種很有潛力的材料，未來在很多領域都能大顯身手」。