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基于界面氫鍵與機械互鎖結構協同調控的強韌化自 修復材料研究
項目類別:國家自然科學基金面上項目
項目編號:52173112
參與人員:張新星,王宇嫣,劉紀澤,黃鑫,邱曉艷,楊昕,王楠,李昕凱
起止日期:2022.01-2025.12

高強高韌、室溫可修復的仿生自修復材料,既是高分子領域的前沿科學難題,也是航空航

天、可穿戴電子等領域亟需的關鍵材料。然而現有自修復材料大多基于強度較低的非共價鍵構

筑,面臨力學性能與自修復效率不能兼顧的重大挑戰。本項目基于仿生啟發的納米與超分子多

尺度結構設計,實現高密度氫鍵在界面處的空間定向分布,并通過與機械互鎖分子結構協同調

控策略,構筑動力學活潑和熱力學穩定兼具的動態能量耗散網絡,制備強韌化室溫可修復材料

。通過調控天然多酚的組裝行為,構筑微納結構與界面氫鍵密度可調的納米增強網絡,創建界

面氫鍵與機械互鎖結構的表征、模擬計算新方法,研究動態鍵的界面聚集效應與基于構象轉變

的滑移鏈能量耗散機制,闡明二者協同作用對自修復性能的影響規律。本項目的實施為媲美商

用聚合物的高強自修復材料設計與制備提供新策略,并探索其在柔性傳感、智能驅動等領域的

功能化應用,為高性能可修復材料的設計與應用奠定理論與實踐基礎。


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