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新的发展!华东科技的曲大辉教授提出了分子拉链的独特概念。

2020-05-23 09:52:04

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导读

最近,华东理工大学化学与分子工程学院的屈大辉教授创造性地提出了分子拉链的独特概念,在超分子聚合物弹性体领域取得了新的进展,相关研究成果在anultra-strongandhighlystretchablepolyurethaneelastomerenabledbyazipper-likering-slidingeffect.(DOI:10.1002/ADMA.202000345)的高级材料上发表。

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高性能弹性体因其在柔性电子、人工执行器和刺激响应材料中的应用前景而受到广泛关注。然而,在提高聚合物网络的机械强度和拉伸性能方面,总是存在权衡。例如,用弱的受害者键取代一些强共价交联可以改善拉伸性能,但也会降低机械强度。近年来,由于机械键化学的兴起,将机械连锁分子作为滑移环交联剂引入聚合物网络以改善聚合物性能的策略受到了广泛的关注。然而,现有的实例只改善了材料的拉伸性能,但在机械强度方面存在一定的局限性。

最近,华东理工大学化学与分子工程学院的屈大辉教授创造性地提出了分子拉链的独特概念,在超分子聚合物弹性体领域取得了新的进展。研究人员创新性地将假轮烷烃交联剂引入到具有丰富氢键积累域的聚氨酯网络中,得到了具有主客体相互作用和氢键相互作用的超分子聚合物网络。聚氨酯的力学强度、伸长率和断裂能分别提高950%、650%和44%。使用极少量的(0)分别占70%。5mol%的假轮烷烃交联剂。研究人员进一步通过傅里叶变换红外光谱和x射线衍射证实了氢键在机械作用下的断裂,并证明了机械强化是由于滑移环效应和氢键堆积网络的协同作用,从而使分子拉链滑动破坏氢键积累域的能量耗散机制同步发生。这项工作为高性能弹性体的建造提供了一种新的策略,并促进了人工分子机器在无溶剂聚合网络中的实际应用。

这项工作是由博士生施成玉在曲大辉教授的指导下完成的,得到了田河院士的认真指导。这项研究得到了国家自然科学基金、基础科学中心和上海重大科技项目的支持,并得到了华东工业大学分析测试中心的大力支持。

链接到文章:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202000345

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