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  近日，安徽農業大學生物質分子工程中心汪鐘凱教授和華贊副教授與中國科學技術大學劉光明教授合作，在Advanced Functional Materials上發表題為“合理設計仿生核酸堿基高分子基生物塑料和超強粘結劑”的研究論文。

  將核酸堿基互補氫鍵相互作用，引入到長鏈烷烴聚合物中，開發出具有優異韌性和超強粘附性能的含核酸堿基聚合物材料（圖1）。該研究發現同時具有分子間和分子內特異性識別互補氫鍵的核堿基共聚物表現出優異的能量耗散、韌性和超強粘附性。核堿基獨特的界面粘附性使該聚合物材料具有高達16.2 MPa的超高粘接強度。安徽農業大學生物質分子工程中心研究生田雨停和吳疆為論文的共同第一作者。

圖1. 含堿基長鏈聚合物的設計與合成。

  該工作以蓖麻油裂解得到的十一烯酸甲酯為原料，合成含核酸堿基側的長鏈烷基單體，然后采用高效的巰基-烯點擊聚合，并合理調控聚合物中互補堿基之間超分子氫鍵密度和位置，制備出含有分子間和分子內互補氫鍵的共聚高分子，韌性和楊氏模量分別高達73.8MJ/m³和234.2 MPa，與只含有一種核堿基聚合物相比大約增加了一倍(圖2)。

圖2. 含有互補堿基的柔性長鏈聚合物的表征。

  該共聚物不僅擁有優異的力學性能，還具有核堿基獨特的粘附性。對于接觸面積為1.0 cm²的兩塊鋼板，剪切力高達1600 N，優于兩種對照聚合物(圖3)。將共聚物粘接在接觸面積僅為1cm²的鋼板間可輕松拉動1.3噸的小轎車，展現了強粘結性能。該研究得到國家自然科學基金委的支持。

圖3. 仿生的含堿基聚合物的高性能膠粘劑的表征。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202112741

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