南京理工大学的傅佳骏教授团队Angew：室温自修复的玻璃态聚氨酯材料

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本征可修复的聚合物是一种能够通过分子链之间的可逆键合作用(包括非共价键和动态共价键)修复机械损伤的材料。这类材料的修复过程是一个典型的物理化学过程，在这个过程中，断裂的可逆键需要找到对应的部分来重新形成新键，而聚合物链段则需要经历构象变化和扩散，以达到新的平衡状态。该过程需要较高的分子运动能力，所以目前报道的室温本征自修复材料大多数为水凝胶或者软弹性体；分子链的动态性和流动性保证了材料的室温自修复效果，但却无法满足材料应具备的强度和硬度。因此，亟待开发出能够室温自修复的刚性本征自修复聚合物材料。

近日，南京理工大学的傅佳骏教授团队开发出一种新型的室温自修复的玻璃态聚氨酯材料，很好的弥补了上述遗憾。虽然玻璃态聚合物的链段运动在室温下被冻结（T_g>室温），但比链段小的一些单元仍能运动（次级松弛），从而提供给聚合物超强的截面结合能力。鉴于此，该团队向聚合物网络中植入了大量的高密度氢键单元，这些氢键在断裂后，能够自由运动并重新结合。相应的材料在切断后，室温下按住断面一分钟左右就能重新结合，一小时左右就能恢复原有的机械强度。对材料的室温自修复机理研究后证实，尽管室温下聚合物的链段无法运动，然而聚合物内部大量的氢键基团却可以自由的运动（次级松弛运动），聚合物断裂面上大量的断裂氢键的快速结合是其能够室温自修复的主要原因。

相关成果以“A Fast Room-Temperature Self-Healing Glassy Polyurethane”为题，发表在国际化学顶级期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上。徐建华博士和陈骄阳博士为第一作者。

近年来，围绕本征自修复材料的设计合成及多功能应用研究，傅佳骏教授团队取得了一系列的研究进展，相关成果在包括Angew. Chem. Int. Ed., Appl. Phys. Rev., Adv. Funct. Mater., Chem. Mater., J. Mater. Chem. A等国际高水平学术期刊上发表（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.)

文章链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202017303

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