四川大學張新星教授、西工大楊勇教授 AFM：具有動態物理網絡的強韌化自修復彈性體
2022-10-21 來源：高分子科技
面向“雙碳”目標的自修復彈性體因其使用壽命長、易回收等特性受到廣泛關注，同時，高性能自修復彈性體也是航空航天、可穿戴電子領域亟需的關鍵材料。然而其室溫自修復所需的柔性鏈段與高強度要求的剛性結構通常難以同時兼顧，如何協同實現高力學性能與優良的自修復效率仍是領域內的一大挑戰。
近日，四川大學高分子材料工程國家重點實驗室張新星教授和西北工業大學凝固技術國家重點實驗室楊勇教授研究團隊在《先進功能材料》上合作發表了題為“Cyclodextrin Nano-Assemblies Enabled Robust, Highly Stretchable, and Healable Elastomers with Dynamic Physical Network”的文章。合作團隊在前期關于自修復材料設計、納米材料自組裝等領域工作(Adv. Mater. 2019, 1900042; ACS Nano 2020, 14, 7055; Nat. Commun. 2021, 1291; Small 2022, 18, 2104048; J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 9858; Nat. Commun. 2017, 1559)基礎上，提出動態多級結構設計策略，利用可逆氫鍵超分子網絡、自組裝聚集域和應力誘導可逆動態結晶相結構協同作用，突破自修復材料力學性能與自修復效率不能兼顧的難題。 研究人員報道了一種基于環糊精納米組裝體構建具有動態物理網絡的強韌化自修復彈性體的策略。在溫和的水相條件下，β-環糊精和十二烷基硫酸鈉分子組裝形成納米片結構。在聚氨酯基體中引入具有豐富表面羥基結構的環糊精組裝納米片，不僅可以在體系中形成多重界面氫鍵，而且由于納米限位效應，可誘導可逆物理結晶網絡的形成。動態結晶網絡在拉伸-回復循環作用下的形成與解離，巧妙地平衡了自修復與力學增強之間的矛盾。
圖1. 環糊精組裝體的合成及動態物理網絡設計
圖2 動態可逆網絡及界面氫鍵表征
圖3.可逆應力誘導結晶相關表征
圖4. 材料的力學性能與自修復性能
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202210441
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（責任編輯：xu）
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