因此,研究人員提出一種可以同時提升材料自愈合性能和力學(xué)性能的分子策略——基于銅配位丁二酮肟氨酯的彈性體。游正偉告訴《中國科學(xué)報》,基于銅配位丁二酮肟氨酯的彈性體中同時存在動態(tài)共價鍵(肟氨酯鍵)和動態(tài)非共價鍵(金屬配位鍵和氫鍵),其中銅離子的配位作用是關(guān)鍵:配位產(chǎn)生的動態(tài)交聯(lián)顯著增強(qiáng)了材料的力學(xué)性能;同時,銅離子的配位提升了肟氨酯鍵的動態(tài)性,材料表現(xiàn)出更優(yōu)的自愈合性能。
蘇州大學(xué)教授鮑曉光團(tuán)隊通過密度泛函理論計算解釋了其中的分子機(jī)制。三種動態(tài)鍵的協(xié)同作用使得材料具有一系列優(yōu)異的性能。同時,基于銅配位丁二酮肟氨酯的彈性體在室溫下可以自發(fā)自愈,即時自愈強(qiáng)度超過所有同類材料的原始強(qiáng)度。
游正偉表示,該工作提出的利用金屬配位作用來同時提升力學(xué)和自愈合性能的策略,可以拓展到其他金屬離子和動態(tài)鍵體系,為研制高性能的自愈合材料提供了全新的思路。
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