【48812】我国学者研制自增强与自增韧的热固性弹性体完成50℃下4小时内100%修正
作为一种三维交联网络结构的高分子资料，热固性树脂一旦受损，难以完成自修正和循环运用，然后构成资源糟蹋和环境损坏。
近期，江南大学研讨团队规划研宣布一种新式通明聚氨酯弹性体，展现出高强、高韧、快速自修正以及优异的耐穿刺等方面的功用。该弹性体与热塑性塑料性质相似，能循环加工运用，且功用保持稳定。需求咱们来重视的是，该弹性体在 50℃ 条件下 4 小时内可彻底自愈。
在热固性树脂交联网络中嵌入动态共价键，制备可自修正与重加工的类玻璃高分子（vitrimer）资料，对延伸资料惯例运用的寿数具有极端重大意义。该技能在智能可穿戴范畴具有运用潜力，此外，该资料有望在制鞋、医疗卫生、服装面料和国防用品等范畴得到遍及的运用。
前不久，相关论文以《根据多级结构重组的双动态交联战略诱导聚氨酯/纳米纤维素弹性体自增强和自增韧》（）为题宣布在 Advanced Functional Materials 期刊上[1]。江南大学副研讨员为该论文榜首作者兼通讯作者，教授为论文一起通讯作者。
在研讨进程中，该团队看到一种有意思的现象，即研讨人员对进行二次热加工的弹性体进行调查后发现，这样一种资料的拉伸强度和耐性呈现了明显的进步，分别为 50MPa 和 133MJ/m3。与原始样品比较，资料的拉伸强度增加了 300%，资料耐性进步了 160%。
该现象的背面，是源于资料内部多重氢键和二硫键动态交联网络产生重组。即资料在进行热处理进程中，加快了多重氢键以及二硫键二者的开裂、重构进程，再次构成了新的两层动态交联网络，然后让弹性体资料的结构交联密度更高。
此外，高结晶性的纤维素纳米纤维，起到了相似于传统结晶性聚氨酯弹性体“拉伸诱导结晶”的特别效果。一起，在其被拉伸状态下，含多重氢键的纤维素纳米纤维产生取向，全体网络因拉伸也变得更细密，聚氨酯主链会构成更多的氢键，然后使资料的交联密度再次进步，完成弹性体自增强、自增韧的优胜功用。
这项研讨的源头，要从 2018 年说起。彼时，刚从德国弗莱堡大学完毕博士后研讨作业。回国前，他去了一家德国国际 500 强企业面试，对方约请他从事有关聚氨酯弹性体运用的开发项目。“因为我其时缺少这方面的研制经历，而且心里更神往在高校做一些自己感兴趣的研讨，因而婉拒了这份作业约请。”回想道。
但经此，他也清楚地认识到，自己做的课题需求更“接地气”、研以致用。已然缺少这方面的研制经历，那就渐渐堆集技能和经历。
所以，开端查阅文献，认真学习了国内外优异同行学者的研讨效果，再结合他本身的研讨方向（木质纤维素功用化、生物基多功用高分子等方面），确认了该课题，并把他的详细主意和研讨生朱彦霖沟通，并鼓舞她去测验。
其实，在研讨初始阶段发展并不顺畅，该课题前后做了近两年时刻。乃至一度还忧虑朱彦霖能否正常结业，好在最终得到了比较抱负的效果。
图丨a、丝网印刷法制备划痕检测电传感器的进程示意图；b、导电闭合回路在弹性体切开和愈合后康复导电；c、传感器在同一划痕方位的 3 次电阻改变；PU-SS-UTCNF R2 在不同运动形式下的循环传感功用：d、拉伸；e、曲折；f、接触（来历：Advanced Functional Materials）
该效果的完成离不开多年的堆集，他的研讨方向主要以天然高分子（木质纤维素）的功用化和生物基多功用高分子及其复合资料的制备两个方面为主。木质素其外表酚羟基含量少且均裂活性弱，使其抗氧化、抗菌生物活性较低，然后约束了它作为天然抗氧化剂和抗菌剂的运用。
该团队前期选用酸解沉降法制备描摹规整的纳米木质素颗粒，某些特定的程度上进步了木质素的外表酚羟基含量，再运用曼尼希反响完成对纳米木质素酚羟基邻位的烷胺基润饰，经过烷胺基的供电效应进步酚羟基分化活性，增强抗氧化和抗菌活性。从结构上阐明晰木质素抗氧化增效机制[2]，为低成本抗氧化聚多酚在食品包装、生物医药、肤用化妆品等范畴运用供给了支撑。
根据此，为了进一步进步木质素抗菌活性，运用木质素直接复原银离子，然后制备了一种无毒且与人体皮肤有杰出贴合效果的医用水凝胶敷料，资料的灭菌功率为 100%，细胞内 活性氧 自由基铲除（消炎）功率 98%，创面创伤 7 天后的愈合程度到达 90% 以上[3]。
下一步，该团队将尽可能以生物质单体或天然大分子为质料，经过对资料结构的精准规划，构建具有动态交联网络的可自修正与重加工的生物基热固性高分子，引进有利于进步资料玻璃化转变温度的结构单元，然后到达进步资料力学强度与结构稳定性的意图。
表明：“咱们在结构规划的进程中，会定制一些特别功用（例如阻燃、导热等），深入探讨热固性高分子 vitrimer 动态交联网络重构与分化机制，开宣布系列力学功用优异和可循环加工的生物基多功用交联型高分子新资料。”
