北京冬奥｜科研团队首创永不融化的冰雪　遇高温仍保持完整形状？

自然状态下的冰雪，遇上高温时会融化，但北京理工大学宇航学院教授张凯团队，近期就研制出一款“永不融化的冰雪”。

张凯介绍，常温状态下的凝胶冰雪是一种水凝胶材料，触摸的质感和果冻相近，但力学性质更好；由于百分之九十以上的成分是水，因此具有与自然冰雪几乎相同的视感和触感。

据了解，凝胶冰雪不融化的奥秘藏在一种亲水的高聚物网络中，它由多种材料通过化学聚合反应形成，根据需求不同，高聚物网络的用材、形状、交联方式也不同。在没有高聚物网络时，冰晶会因升温融化成水；但加入高聚物网络后，融化后的水会被牢牢锁在网格之中，因此升温后水凝胶仍能保持形状的完整，介乎于液体和固体之间。

制作凝胶冰雪时，研发团队特意选择生物相容性材料，无毒无害、自然环保，原材料价格低，制备手段简单，无需昂贵的大型仪器，且使用过程中易于维护，成本相比人工造冰技术可大幅降低。

凝胶冰雪能提供仿真冰无法比拟的真实冰雪体验感，只要为水凝胶加上一层自制冷装置，就能做出冰板、冰墙、冰杯、冰碗，甚至可以用于制作精美浮雕。此外，凝胶冰雪可引入具有光、电、磁等元素，可实现功能化设计。

据了解，张凯教授带领的凝胶冰雪团队，属于北理工宇航学院力学系波动力学团队，主要研究航天和水下大型装备的减震降噪问题。几年前，他们开始研究水凝胶，主攻方向是将它与声学结合，研发面向海洋装备和医学的先进声学材料。

以医学上的超声波为例，患者照超声波时需先在皮肤上涂抹属于高分子水凝胶的啫喱。而张凯教授团队研发的新型水凝胶，能让病患体验更好，超声波成像更清晰，“水凝胶是一种很有潜力的材料，未来在很多领域都能大显身手”。