华南理工殷盼超教授团队 JPCL:基于拓扑相互作用调控材料粘弹性
2022-08-03 来源:高分子科技
杂化聚合物在非线性形变过程中的力学性能主要由其多级结构决定。然而,由于传统杂化聚合物结构的多组分和复杂性,其在服役过程中的构效关系并不清晰,致使协同效率不高、性能稳定性欠佳,限制了其进一步的发展和材料的定制化设计。经过近期的系列实验和理论模拟研究(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 22212-22218;Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 4894-4900)发现,通过精准合成拓扑结构策略不仅可以有效打破材料单体结构的临界尺寸效应(5-7nm)的影响,实现聚合物杂化材料粘弹性能的有效调控,而且准合成多层级拓扑结构策略可以帮助我们认识外力作用下材料的多级结构和力学性能的关系。
近日,华南理工大学殷盼超教授课题组通过引入结构明确的异辛基型笼形聚倍半硅氧烷(OPOSS),构建了具有不同拓扑结构的分子簇组件(Db-POSS, Tri-POSS和Tetra-POSS)。有趣的是,小尺寸和低分子量的分子簇组件实现了可广泛调节的粘弹性。材料的粘弹性源于分子簇间的拓扑相互作用。此外,不同于传统的高分子量聚合物,小尺寸的分子簇具有明确的结构,是研究杂化拓扑材料构效关系非常好的物理模型体系。
图1. 分子簇组件的合成策略和结构表征
图2. 分子簇组件的高弹性和caging动力学
图3. 分子簇组件的力学性能和多层级结构
图4. 分子簇组件的抗冲击性能和能量耗散机制
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.2c01817
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