具有自诊断、自修复功能的智能聚合物材料已成为高分子科学的前沿研究领域之一。2008 年法国科学家Leibler等人(Nature 2008,451,977)利用新颖的分子设计思想开发出一种通过超分子自组装形成的自愈合橡胶,这种神奇的橡胶在撕裂或切断后,在室温下只需通过断面的短时间接触就能够重新接合起来并恢复原有的力学性能。然而,这类新型自愈合橡胶的微观结构和动力学及其与自愈合性能间的关系至今仍然没有清晰的认识。
课题组的梁音和周慧青在南开大学2009年度立项的“国家大学生创新性实验计划”课题中成功制备了上述的超分子自愈合橡胶,随后课题组与德国Halle-Wittenberg大学的Saalwaachter教授开展了自愈合橡胶的合作研究,张荣纯博士通过系列先进的低场和高场固体NMR技术结合其它实验手段对该自愈合橡胶的微观结构及动力学,自愈合微观机理及老化过程等问题进行了深入研究。固体NMR实验揭示了超分子自愈合橡胶是具有动力学不均匀性的微相分离体系,其中大量的互补氢键基团聚集形成刚性相区,而脂肪链聚集形成柔性区,流变实验还发现了自愈合橡胶的老化过程对其自愈合能力的影响,上述工作发表在Macromolecules 2013,46,1841。