每一種材料都具有各自的特征，有些材料非常柔軟，可以揉捏成任何形狀，比如小孩子玩的橡皮泥，而有些材料則非常堅硬又富有彈力，比如橡膠，所以我們可以用它來制造輪胎以及各種橡膠制品。

在我們的生活中，軟和硬似乎是兩種不可兼容的屬性，一件物品要麼是由堅硬的材料所打造，要麼就是由柔軟的材料所打造，那麼有沒有一種材料可以兼具堅硬和柔軟兩個特性呢？這個問題問得似乎沒有道理，但這樣的材料卻真實存在，這是一種新材料，我們稱之為P4U。這是一種非常柔軟的材料，捏在手上，它就能夠在地球引力的作用之下緩慢拉長下墜，輕輕揉搓又能夠如橡皮泥一般被塑造成各種形狀。這樣的一種材料，如果我們用力将其擲于牆上，你一定認為它會像爛泥一樣糊在牆上吧？但事實不是，它飛速反彈回來，其彈力之高超越了你兒時玩過的彈力球。是的，在受到沖擊的一瞬之間，這種柔軟的材料會獲得極強的硬度以及比橡膠還強的彈力。

P4U所展現出來的特性似乎違背了常識，那麼是什麼原理造就了如此有趣的材料呢？我們可以在物質的結構中尋找原因。

任何物質都是由分子所構成的，而分子又是由原子結合而成的，那麼原子是依靠什麼結合成分子的呢？是共價鍵。所謂共價鍵實際上就是共用電子對。我們知道，原子是由原子核與核外電子所構成的，比如氫原子的原子核之中有一個質子，核外有一個電子，而氧原子核内有8個質子，核外有8個電子。

在原子核之外，電子具有分層排布的特性。比如氫原子，它隻有一個電子，所以自然隻有一層。但氧原子就不同了，氧原子有8個電子，而這8個電子分為兩層排布，内層有2個電子，外層有6個電子。

在原子的最外層有着4個軌道，每一個軌道可以分布2個電子，也就是說當一個原子的最外層擁有8個電子的時候，就可以将所有的軌道占滿，此時這個原子也就是最穩定的狀态。

這被稱之為八隅體規則。了解了八隅體規則，自然也就知道了原子是如何結合成分子的，以水為例，水即為H2O，由2個氫原子和1個氧原子組成，為什麼是2氫1氧呢？因為氧的最外層有6個電子，氫的最外層有1個電子，2氫1氧正好是8個電子，這就形成了一種穩定結構。在結合的過程中，氫提供1個電子，氧提供1個電子，這2個電子是氫和氧所共同使用的，也是它們能夠結合在一起的關鍵，這個共用電子對就被稱之為共價鍵。

在氫氧結合成水的例子中，氧原子分别提供了2個電子和兩個氫組成了2個共價鍵，而另有6個電子并未配對，這6個電子就被稱之為孤對電子。

明白了物質結合的基本原理，接下來就可以說說有趣的材料P4U是如何兼具軟和硬兩種屬性的了。P4U本質上是一種由聚二甲基矽烷與硼化物反應生成的高分子聚合物，在這種材料之中有三種主要的原子：矽、硼和氧。氧在其中所起的作用主要是通過共價鍵的形式将矽和硼連接起來，也就是說矽并不與硼直接連接，而是通過氧而連接在一起。在結合之後，硼的最外層會有6個電子，根據八隅體規則，這是一個不穩定結構，也就是說在硼的最外層還空餘了1個可以分布電子的軌道。再來看氧，氧原子在分别與硼和矽相連之後，還空餘了4個電子未配對。

硼有空餘軌道，而氧有空餘電子，這就使得兩個分子之間可以通過硼和氧的配對從而結合成為大分子，這就是P4U這種高分子聚合物的由來。

了解了P4U的物質構成，也就明白了這種材料為什麼會兼具軟和硬兩種屬性。當此材料受到一個緩慢的外力作用，分子之間的結合就會被拉斷，外力則會在這個過程中被吸收掉。當此材料受到一個快速的沖擊力作用的時候，由于力的作用較快，分子會受到擠壓，因此局部濃度會提高，分子會被擠到一起，于是就有更多的氧原子和硼發生結合，分子間的結合形成了一個網狀的結構，于是就獲得了高強度與高彈力。明白了物質的内在結構原理也就揭開了P4U這種新材料的神秘面紗。由于這種材料兼具柔軟與彈性，所以可以用來制作運動鞋，使得走路的時候倍感舒适，而起跳的時候又能夠彈力倍增，用其制作防具護具，甚至是防彈衣也是不錯的選擇。

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