作者:叶满山 来源:中国科学报 发布时间:2024/1/12 10:59:52
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新型超分子弹性体引领强度与韧性的完美平衡

 

在工程聚合物材料领域,强度与韧性的平衡一直是科研人员追求的目标。近日,中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研究发展中心聚合物自润滑复合材料课题组成功研发了一种具有高拉伸强度、非凡韧性、抗撕裂、抗疲劳、出色的弹性恢复能力和形状记忆特性的新型超分子弹性体。相关论文发表于《先进材料》。

据了解,这种新型超分子弹性体(CSE)展现出极佳的机械性能,显著提高了材料的强度和韧性。通过创新地引入有机酰亚胺笼(OIC)至超分子网络中,极少量的OIC使弹性体变得更坚固,机械强度达80.5MPa,韧性增加了418.4MJ/m3,分别提升10倍和7倍。该材料为解决高强度和韧性兼容性差的问题提供了有效途径。

研究团队通过结合超分子氢键的优越性和共价亚胺笼的灵活性,成功调控了机械性能。证明了梯度氢键和OIC作为灵活节点的协同效应,使超分子网络更加强大。该项策略不仅平衡了材料强度和韧性之间的内在冲突,而且可为大规模设备提供高性能的材料。

总之,新型超分子弹性体的研发为聚合物工程材料领域带来了重要突破。通过创新的合成方法和结构设计,该弹性体实现了强度与韧性的完美平衡,为工业技术的进步奠定了坚实基础,该弹性体材料有望在未来应用于如盾构机等大型设备中,为工程领域带来变革。

相关论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202311992

  HPUU-R弹性体的设计、制备和性能。兰州化学物理研究所供图。

 
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