【文章概述】
超分子聚合物网络(SPNs)是一类由线性聚合物通过非共价相互作用交联而成的软材料。由于交联的动态特性,使得SPNs具有显著的材料性能,如高韧性、增强的阻尼能力、极端的伸长性、快速自愈合和可逆的可塑性等。可用作修复电极、人造皮肤和药物传递装置。目前为止,虽然已经取得可喜的进展,但某些应用需要苛刻性能的材料依旧没办法满足。而受限制的SPNs主要表现在短时间内获得超高的抗压强度和完全的自恢复。
【成果简介】
英国剑桥大学Oren A. Scherman教授团队开发设计了一种具有缓慢、可调节离解动力学的非共价交联剂,赋予超分子聚合物网络高压缩性能。合成的玻璃状超分子网络具有高达100 MPa的抗压强度,即使在93%的应变下经过12次压缩和松弛循环,也没有断裂。此外,这些网络显示出快速的室温自我恢复能力(< 120 s)。此类玻璃样超分子材料能够通过结构控制来延缓非共价交联的解离动力学获得,在软机器人、组织工程和可穿戴生物电子学等应用中具有广阔的前景。
【图文导图】
图1玻璃状SPNs的设计。
图2 慢解离非共价交联的热力学和动力学性质。
图3类玻璃SPNs的流变学表征。
图4类玻璃SPNs压缩性能的评估。
图5类玻璃SPNs的快速自恢复演示及其应用。
【奇材馆点评】
总而言之,作者我为我们展示了一种将慢解离、非共价交联剂用于制备类玻璃SPNs的一般策略。该材料表现出极高的可压缩性、且在93%的应变下没有断裂及快速的室温自我恢复优异的性能。可喜的是该研究提出的方法指导我们通过合理的分子设计来控制SPNs内的交联动力学,并依次合成出前所未有的可调性能的材料。这项工作为开发高压缩性软材料的设计和施工中的慢解离交联提供了一个通用的平台。
【论文信息】
Highly compressible glass-like supramolecular polymer networks |
Nature Materials:(IF= 43.841) |
Pub Date :2021.11.25 |
https://doi.org/10.1038/s41563-021-01136-7 |
Zehuan Huang, Xiaoyi Chen , Stephen J. K. O’Neill, Guanglu Wu, Daniel J. Whitaker, Jiaxuan Li , Jade A. McCune and Oren A. Scherman ✉ |
Melville Laboratory for Polymer Synthesis, Yusuf Hamied Department of Chemistry, University of Cambridge, Cambridge, UK |
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