在材料工程领域，具有负泊松比（NPR）特性的拉胀材料因其独特的机械性能而备受关注。这类材料在拉伸时会横向膨胀，而在压缩时则横向收缩，展现出优异的能量吸收能力，尤其在减震防护和冲击吸收等应用中具有巨大潜力。然而,传统的热塑性泡沫和热固性泡沫材料在制备拉胀结构和实现回收利用方面存在诸多局限。为了突破这一瓶颈，北京化工大学胡君教授团队近期提出一种新的材料制备策略，通过在热固性聚氨酯泡沫中引入动态二硫键，成功实现材料负泊松比性能与高力学性能、可回收性的有机结合（图1）。

  在该研究中，研究团队巧妙地将动态二硫键引入到聚氨酯泡沫的交联网络中，赋予材料独特的动态可调控性。通过对泡沫材料进行130°C下的单向多效压缩处理，在外力作用下动态二硫键发生断裂和重组反应，诱导高分子链发生构象变化，使得泡沫内部的圆形开孔结构逐渐转变为具有拉胀特性的凹角孔结构，从而获得NPR性能。研究发现，动态二硫键的含量对泡沫孔结构的演变起着关键作用，适量的二硫键有利于高分子网络发生拓扑重排，而过量或过少的二硫键则会抑制孔结构的有效转变（图2）。

图2. 拉胀聚氨酯泡沫的力学性能及其内部孔结构变化。

图3. 拉胀聚氨酯泡沫的形成机理及其NPR性能。

  该研究工作不仅克服了传统热塑性拉胀泡沫材料力学强度低、耐久性差等不足，也突破了传统热固性泡沫难以制备NPR结构和回收利用的瓶颈，有望推动拉胀聚合物材料在减震、防护、生物医学等领域的实际应用，具有重要的科学意义和应用价值。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202406876