新型超分子彈性體引領強度與韌性的完美平衡

在工程聚合物材料領域，強度與韌性的平衡一直是科研人員追求的目標。近日，中國科學院蘭州化學物理研究所先進潤滑與防護材料研究發展中心聚合物自潤滑復合材料課題組成功研發了一種具有高拉伸強度、非凡韌性、抗撕裂、抗疲勞、出色的彈性恢復能力和形狀記憶特性的新型超分子彈性體。相關論文發表于《先進材料》。

據了解，這種新型超分子彈性體（CSE）展現出極佳的機械性能，顯著提高了材料的強度和韌性。通過創新地引入有機酰亞胺籠（OIC）至超分子網絡中，極少量的OIC使彈性體變得更堅固，機械強度達80.5MPa，韌性增加了418.4MJ/m³，分別提升10倍和7倍。該材料為解決高強度和韌性兼容性差的問題提供了有效途徑。

研究團隊通過結合超分子氫鍵的優越性和共價亞胺籠的靈活性，成功調控了機械性能。證明了梯度氫鍵和OIC作為靈活節點的協同效應，使超分子網絡更加強大。該項策略不僅平衡了材料強度和韌性之間的內在沖突，而且可為大規模設備提供高性能的材料。

總之，新型超分子彈性體的研發為聚合物工程材料領域帶來了重要突破。通過創新的合成方法和結構設計，該彈性體實現了強度與韌性的完美平衡，為工業技術的進步奠定了堅實基礎，該彈性體材料有望在未來應用于如盾構機等大型設備中，為工程領域帶來變革。