南京理工大學的傅佳駿教授團隊Angew：室溫自修復的玻璃態聚氨酯材料
本征可修復的聚合物是一種能夠通過分子鏈之間的可逆鍵合作用(包括非共價鍵和動態共價鍵)修復機械損傷的材料。這類材料的修復過程是一個典型的物理化學過程，在這個過程中，斷裂的可逆鍵需要找到對應的部分來重新形成新鍵，而聚合物鏈段則需要經歷構象變化和擴散，以達到新的平衡狀態。該過程需要較高的分子運動能力，所以目前報道的室溫本征自修復材料大多數為水凝膠或者軟彈性體；分子鏈的動態性和流動性保證了材料的室溫自修復效果，但卻無法滿足材料應具備的強度和硬度。因此，亟待開發出能夠室溫自修復的剛性本征自修復聚合物材料。
近日，南京理工大學的傅佳駿教授團隊開發出一種新型的室溫自修復的玻璃態聚氨酯材料，很好的彌補了上述遺憾。雖然玻璃態聚合物的鏈段運動在室溫下被凍結（Tg>室溫），但比鏈段小的一些單元仍能運動（次級松弛），從而提供給聚合物超強的截面結合能力。鑒于此，該團隊向聚合物網絡中植入了大量的高密度氫鍵單元，這些氫鍵在斷裂后，能夠自由運動并重新結合。相應的材料在切斷后，室溫下按住斷面一分鐘左右就能重新結合，一小時左右就能恢復原有的機械強度。對材料的室溫自修復機理研究后證實，盡管室溫下聚合物的鏈段無法運動，然而聚合物內部大量的氫鍵基團卻可以自由的運動（次級松弛運動），聚合物斷裂面上大量的斷裂氫鍵的快速結合是其能夠室溫自修復的主要原因。
相關成果以“A Fast Room-Temperature Self-Healing Glassy Polyurethane”為題，發表在國際化學頂級期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上。徐建華博士和陳驕陽博士為第一作者。
近年來，圍繞本征自修復材料的設計合成及多功能應用研究，傅佳駿教授團隊取得了一系列的研究進展，相關成果在包括Angew. Chem. Int. Ed., Appl. Phys. Rev., Adv. Funct. Mater., Chem. Mater., J. Mater. Chem. A等國際高水平學術期刊上發表（Appl. Phys. Rev. 2020, 7, 031304; Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1907109; Chem. Mater. 2019, 31, 19, 7951; Chem. Mater., 2018, 30, 6026; J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 5887; J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 24291.)
文章鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202017303
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