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新型聚合物材料能拉伸13000倍
来源: 2019年09月11日科技日报          ( 2019-09-11 )
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  人们生活中常常见到的、具有良好可拉伸性的皮筋、弹力丝、胶膜材料,其拉伸倍数不超过数十倍。然而,中国科学家创造了一个奇迹:研制出了一种可以拉伸13000倍的聚合物。相关文章于近日刊登在材料领域国际顶级学术期刊《先进材料》上。

  材料究竟能够拉伸多长?这个饶有兴趣的问题对材料研究人员却是巨大的挑战。陶瓷材料的拉伸倍数通常较小,金属材料的拉伸倍数通常不超过10倍(在某些特殊条件下超塑拉伸也可达到千倍),而迄今为止,聚合物本体可拉伸倍数最高纪录约为180倍,凝胶材料拉伸倍数也不过210倍。

  现在,中国科学院的科研人员创出了一个新纪录:首次使聚合物材料的最大拉伸倍数提升至13000倍。中国科学院化学研究所赵宁研究员/徐坚研究员课题组设计和制备出一种聚合物网络结构,通过强、弱动态键的协同作用,成功地把聚丁二烯(PB)材料的可拉伸倍数提高到了1万倍以上。这种聚合物材料含有离子型氢键和亚胺键交联网络,在特定条件下,网络中动态交联点通过可逆断裂或者动态交换耗散能量,有效防止材料发生不可逆破坏,因此,在拉伸过程中少量的亚胺键用于维持网络结构,大量的离子型氢键则耗散能量,两种机制之间的协同作用使聚合物材料成功地获得超级拉伸性能。

  良好的可拉伸性能是聚合物材料能够用在柔性电子器件、驱动器以及能量存储等领域的必备条件。

  据了解,此项工作是与西南交通大学崔树勋教授、中国科学院化学研究所王建平研究员、向俊锋研究员及加拿大麦克马斯特大学史安昌教授合作完成的。

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