聚合物網絡軟物質材料在可穿戴電子、軟機器人、組織工程等領域具有廣泛的應用。在眾多的應用中,都對聚合物網絡的強度和韌性提出了較高的要求。但是基于常規共價交聯的聚合物網絡通常難以兼具強韌性能。多網絡方案是一個同時提升聚合物強度和韌性的有效手段。目前被廣泛接受的多網絡增韌機理是其中的預拉伸網絡受力發生斷裂而產生能量耗散作用。然而,在已有的共價多網絡材料中,預拉伸網絡一旦發生斷裂,就無法恢復,導致材料在使用過程中不斷變質而失效。重新生成預拉伸網絡能否以及如何重塑材料性能至今仍未知。
針對這些挑戰,廈門大學化學系翁文桂教授課題組首次開發了一類以蒽二聚體力敏團作為預拉伸網絡交聯劑的多網絡彈性體材料。其中,蒽二聚體力敏團具有優異的力敏性,在機械力作用下發生蒽二聚體向蒽單體的轉變提供韌性。特別是,力活化生成的蒽單體具有強熒光,可以感應應力和反饋破壞程度。力活化生成的蒽單體還可以光致二聚而進行網絡重塑。這是有關共價多網絡可逆性的首次嘗試,研究還證明了蒽單體即使完全光致二聚多網絡的結構和性能也無法完全恢復,這一發現對共價多網絡的可逆性研究走出關鍵的一步。本論文工作對多網絡彈性體材料的發展及其力學性能分子機理的理解具有重要的意義。
相關成果以“Mechanochromism and optical remodeling of multi-network elastomers containing anthracene dimers”為題于2019年7月30日在線發表于Chemical Science, DOI: 10.1039/C9SC02580D。
該研究工作主要由翁文桂教授課題組主導,并與英國利物浦大學Roman Boulatov教授和法國ESPCI Costantino Creton教授提供了協作。研究工作得到國家自然科學基金委(21574108、21774106)等資助。
論文鏈接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc02580d#!divAbstract
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