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聚氨酯(PU)被譽為“第五大塑料”,因其卓越的性能譜系,是不可或缺的“關鍵材質基礎”。然而,現有聚氨酯材料的發展,越來越受到其功能性單一,難以平衡高力學性能與多功能性之間的矛盾以及極端苛刻環境下不穩定的限制,無法滿足實際應用需求。
近年來,中國科學院蘭州化學物理研究所蘭州潤滑材料與技術創新中心聚合物自潤滑復合材料課題組對聚氨酯材料的分子設計、性能突破和功能化集成進行了深入研究,開發出了多種具有巧妙分子設計的多功能形狀記憶聚氨酯材料。 眾所周知,強化學交聯賦予高力學性能但犧牲了動態性與可修復性,而柔性設計利于功能實現卻往往導致強度或者可拉伸性不足。針對這個問題,研究團隊將兩者相結合,通過引入物理交聯和化學交聯,在聚氨酯內部構筑交織網絡結構(ACS Appl. Mater. Interfaces. 16(35) (2024)046822–46833)。具體來說,四重氫鍵能有效的耗散能量,而交織網絡結構則能在外力作用時穩定分子網絡。這種分子網絡設計不僅在提升聚氨酯材料強度的同時,沒有以犧牲彈性為代價,還能賦予聚氨酯動態特性,能實現諸如形狀記憶、自修復和可回收等功能特性。 |