多网络弹性体力化学取得新进展

发布日期:2019-08-15     浏览次数:次   

我院翁文桂教授课题组在多网络弹性体力化学方面取得新进展,相关成果以“Mechanochromism and optical remodeling of multi-network elastomers containing anthracene dimers”为题于2019730日在线发表于Chemical ScienceDOI: 10.1039/C9SC02580D)。

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聚合物网络软物质材料在可穿戴电子、软机器人、组织工程等领域具有广泛的应用。在众多的应用中,都对聚合物网络的强度和韧性提出了较高的要求。但是基于常规共价交联的聚合物网络通常难以兼具强韧性能。多网络方案是一个同时提升聚合物强度和韧性的有效手段。目前被广泛接受的多网络增韧机理是其中的预拉伸网络受力发生断裂而产生能量耗散作用。然而,在已有的共价多网络材料中,预拉伸网络一旦发生断裂,就无法恢复,导致材料在使用过程中不断变质而失效。重新生成预拉伸网络能否以及如何重塑材料性能至今仍未知。

课题组首次开发了一类以蒽二聚体力敏团作为预拉伸网络交联剂的多网络弹性体材料。其中,蒽二聚体力敏团具有优异的力敏性,在机械力作用下发生蒽二聚体向蒽单体的转变提供韧性。特别是,力活化生成的蒽单体具有强荧光,可以感应应力和反馈破坏程度。力活化生成的蒽单体还可以光致二聚而进行网络重塑。这是有关共价多网络可逆性的首次尝试,研究还证明了蒽单体即使完全光致二聚多网络的结构和性能也无法完全恢复,这一发现对共价多网络的可逆性研究走出关键的一步。本论文工作对多网络弹性体材料的发展及其力学性能分子机理的理解具有重要的意义。

该研究的实验工作主要由翁文桂课题组2016级硕士生曾德智(现就职于中国葛洲坝集团绿园科技有限公司)完成,并得到课题组潘亦菲、唐睿以及法国ESPCI陈银军博士的协助。研究工作由翁文桂组织发起、设计并统筹管理,张欢博士全程参与实验管理、实验设计和数据分析,并主笔撰写论文初稿;英国利物浦大学Roman Boulatov教授和法国ESPCI Costantino Creton教授提供了有益建议并参与了论文的撰写和修改。研究工作得到国家自然科学基金委(项目批准号:2157410821774106)等资助。

论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc02580d#!divAbstract


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