水凝膠是一種具有高保水、高吸水特性的軟材料，用于尿不濕、隱形眼鏡制造等多個領(lǐng)域。但其造價較高、伸縮性較差、對人體和環(huán)境有毒害等因素限制了水凝膠的商業(yè)應(yīng)用。美國研究人員日前宣布，他們發(fā)明了一種用天然材料制造水凝膠的新工藝，所制備的水凝膠廉價、安全、伸縮性充分，可在食品加工、滅火等方面有新的應(yīng)用。 

    這一研究發(fā)表在《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》月刊上。斯坦福大學(xué)研究人員說，他們研制的新型水凝膠包含兩種廉價而豐富的基本原料，一種是取自木屑、農(nóng)作物秸稈等天然材料的纖維素聚合物，另一種是取自沙子的膠態(tài)二氧化硅納米粒子。將兩種材料混合起來，可以獲得穩(wěn)定的水凝膠。 
    研究人員認(rèn)為，這種簡單廉價的工藝有望克服目前造價較高的限制，使以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)水凝膠成為可能。加上伸縮性強(qiáng)、無毒環(huán)保等特點(diǎn)，新型水凝膠材料有廣泛應(yīng)用前景。研究人員介紹了將新型水凝膠試用于清洗釀酒廠管道和散播阻燃劑的情況。 
    釀酒廠用管道運(yùn)送液體產(chǎn)品，需要大量水沖洗殘留在管道中的液體產(chǎn)品，而產(chǎn)品殘留物由于遇水稀釋，大多被丟棄。負(fù)責(zé)該研究的斯坦福大學(xué)材料科學(xué)助理教授埃里克·阿佩爾說，釀酒廠在生產(chǎn)過程中會損失2%的產(chǎn)品，大多在環(huán)節(jié)發(fā)生。他們與加利福尼亞州一家葡萄酒廠合作，嘗試用一種特殊配方的水凝膠代替水沖洗管道中的殘留葡萄汁。由于水凝膠不與葡萄汁混合，因此幾乎沒有造成產(chǎn)品損失。由纖維素和膠態(tài)二氧化硅這樣的食品級材料構(gòu)成的水凝膠也沒有影響葡萄汁的氣味和味道。 
    北美地區(qū)山火頻發(fā)，需要大量阻燃劑用于滅火。許多阻燃劑包含污染地下水的化學(xué)成分，也容易被隨后噴灑的水沖掉，影響滅火效果。研究人員在實(shí)驗(yàn)中將阻燃劑與新型水凝膠混合使用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種混合物附著在燃燒物上的時間比普通阻燃劑更長，可以保護(hù)阻燃劑不被隨后噴灑的水沖走。阿佩爾說，相比普通阻燃劑，混合水凝膠的阻燃劑還可以從更高的空中投放，飄散和揮發(fā)較少，也不會污染地下水。 
    研究團(tuán)隊(duì)正在大規(guī)模測試新型水凝膠材料，以擴(kuò)大其商業(yè)應(yīng)用前景。他們還在開發(fā)新的水凝膠配方，使水凝膠材料可用于化妝品添加劑、石油鉆井作業(yè)的潤滑劑等方面。