作者:严涛 来源: 中国科学报 发布时间:2023-9-21
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西安交通大学
“分子阻塞”超分子机制使凝胶材料更稳定

 

本报讯(见习记者严涛)凝胶材料往往因溶剂的迁移而稳定性较低,容易溶胀或干燥变形,已经成为制约凝胶材料深入应用的瓶颈难题。西安交通大学化学学院副教授吴宥伸和教授张彦峰,从机械互锁超分子原理中汲取灵感,提出了“分子阻塞”超分子机制,利用溶剂分子与交联网状结构之间的尺寸差异带来的阻滞,有效抑制溶剂在凝胶内的迁移。相关研究成果近日发表于《先进材料》。

据介绍,“分子阻塞”凝胶具有与普通聚合物或弹性体相媲美的卓越稳定性,可储存10个月而无任何形貌或力学性能改变,并能耐受高温烘烤,保持质量和性能的稳定。基于良好的稳定性,通过精确控制凝胶内的溶剂含量,可实现凝胶材料强度、韧性、断裂伸长率等力学特性的连续调控。

同时,“分子阻塞”效应作为一种非共价耗散机制,赋予了凝胶材料独特的黏弹性力学特性,使其具有高阻尼,媲美甚至超过了商业化的聚氨酯和聚脲材料。研究人员表示,具有超低模量和超高阻尼的“分子阻塞”凝胶可有效保护鸡蛋从1米高处掉落而不发生破裂,高强度“分子阻塞”凝胶可保护陶瓷装甲经受步枪射击6次而不发生碎裂,充分验证了这一类材料在冲击防护领域的应用潜力。

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/adma.202306882

《中国科学报》 (2023-09-21 第3版 综合)
 
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