超強(qiáng)凝膠通常具有超高的模量和強(qiáng)度,但由于伴隨強(qiáng)化的硬化和脆化,其拉伸性有限。這種困境在這里通過使用超滯后介導(dǎo)的機(jī)械訓(xùn)練來克服,超滯后允許結(jié)構(gòu)阻滯來阻止訓(xùn)練后網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)恢復(fù),導(dǎo)致簡(jiǎn)單的單一預(yù)拉伸訓(xùn)練。
近日,中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所Weimin Liu,Daoai Wang報(bào)道了在聚乙烯醇水凝膠中引入了深共晶溶劑,以通過分子工程上的氫鍵納米晶體實(shí)現(xiàn)超滯后,進(jìn)行單次預(yù)拉伸訓(xùn)練以在結(jié)構(gòu)工程上產(chǎn)生分級(jí)納米纖維,并制造化學(xué)交聯(lián)的第二網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)拉伸性。
文章要點(diǎn)
1)所得共析凝膠顯示出優(yōu)異的機(jī)械性能,具有巨大的斷裂強(qiáng)度(85.2 MPa)、楊氏模量(98 MPa)和斷裂功(130.6 MJ m3),與以前的凝膠相比是有利的。
該策略可推廣到其他溶劑和聚合物中,用于設(shè)計(jì)超強(qiáng)有機(jī)凝膠,并進(jìn)一步啟發(fā)了力誘導(dǎo)自增強(qiáng)材料的先進(jìn)制備技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
Xu, C., Xie, A., Hu, H. et al. Ultrastrong eutectogels engineered via integrated mechanical training in molecular and structural engineering. Nat Commun 16, 2589 (2025).
DOI:10.1038/s41467-025-57800-y
https://doi.org/10.1038/s41467-025-57800-y