宁波材料所茅东升研究员/陈海明副研究员团队 AFM: 氢键主导构建全能超分子遥爪型聚合物
2022-07-08 来源:高分子科技
具有优异力学性能、快速自修复能力、摩擦起电性,甚至特殊光学性质的聚合物材料在众多领域特别是海洋上如海洋防污、防腐涂层,水下储能、水下封装、柔性传感、智能显示等集成型高科技产业中显示出巨大的应用前景。由于这些优点通常源自不同的分子机制,因此将它们同时集成到一种合成材料中是一个长期存在的挑战。
鉴于此,中科院宁波材料所海洋新材料与应用技术重点实验室纳米复合工程材料团队陈海明副研究员、茅东升研究员等人,受神经元结构的启发,合成了一种三臂结构的多功能遥爪型聚合物。通过在每条臂中嵌入大量的脲基来模拟神经元网络,构建了一个多级氢键网络;通过严格控制每条臂的长度,减弱分子链缠结,极大的提高了自修复的速率。因此紧需调整分子臂的长度,即可轻松实现材料宏观多种性能的调控。研究表明,该聚合物具有较高的弹性模量97.9MPa、强度22.5MPa、断裂伸长率1470%,以及优异的超韧特性159.3MJ/m3、良好的抗缺口性能(187kJ/m2)和快速自愈合能力(92%,0.5h)。同时,大量的氢键赋予材料了良好的粘接能力,与铁板的搭接剪切强度可达20.7MPa。据作者介绍,这是目前所报道热熔胶粘结强度的最高值。
图1. 遥爪聚合物链结构和应用
图2. TPx的力学性能和结构分析
图3. TP3的自愈行为
图4. TP3作为粘合剂的特性
图5. TP3的摩擦起正电行为
图6 TPx的荧光特性
全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202204263
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(责任编辑:xu)
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