Forskere udvikler neuron-inspireret, højtydende telechelisk polymer

Forskere ved Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) fra det kinesiske videnskabsakademi har foreslået en neuron-inspireret all-around telechelisk polymer med bemærkelsesværdige mekaniske og fysiske egenskaber, hurtig selvhelbredende evne, adhæsion, triboelektricitet, samt aggregeret induceret emission (AIE) fluorescens. Resultaterne blev offentliggjort i Advanced Functional Materials .

Højtydende polymerer viser enorme anvendelsesmuligheder inden for de højteknologiske områder af marin anti-korrosiv belægning, energilagring, fleksible sensorer og intelligente skærme. Det er dog fortsat udfordrende at udvikle polymerer integreret med fremragende mekaniske egenskaber (såsom stivhed, sejhed, revnetolerance), hurtig selvhelbredende evne, triboelektricitet og endda elektriske eller optiske egenskaber.

Inspireret af neurons axonstruktur syntetiserede forskere ved NIMTE en telechelisk polymer med en trearmsstruktur. 2-ureido-4-pyrimidinonen (UPy) afslutter hver arm, og dens længde er godt kontrolleret inden for et lille område for at reducere sammenfiltringstætheden og dermed forbedre selvhelbredende effektivitet af den telechelic polymer. I mellemtiden er omfattende urinstofgrupper indlejret i hver arm for at konstruere et hierarkisk hydrogenbindingsnetværk (H-bindinger).

Ved at justere armens længde kan den mekaniske ydeevne af den syntetiserede polymer nemt justeres. Polymeren udviste fremragende mekanisk ydeevne med en stivhed på 97,9 MPa, en styrke på 22,5 MPa, en brudforlængelse på 1.470 %, en sejhed på 159,3 MJ m ^-3 og hakmodstand på 187 kJ m ^-2 .

Efter 30 minutters selvhelbredelse kan sejheden af ​​den syntetiserede polymer komme op på 92%, hvilket indikerer enestående hurtig selvhelbredende evne.

De omfattende H-bindinger giver polymeren fremragende vedhæftning, da lap-forskydningsstyrken kan nå op til 20,7 MPa, når den bindes med jernplader, hvilket var den højeste værdi rapporteret for hot-melt lim.

Desuden kan den telecheliske polymer være positivt ladet med en høj åben kredsløbsspænding efter friktion med kobber.

Under 365 nm ultraviolet lys kan den telecheliske polymer udsende iboende blå fluorescens på grund af AIE af tertiære amingrupper.

Undersøgelsen af ​​den neuron-inspirerede all-around telechelic polymer har beriget designbegrebet om højtydende alsidige nanomaterialer og viser et stort anvendelsespotentiale, især i de marine områder med undervands-anti-forfalskning, undervandsindkapsling og undervandsadhæsion. + Udforsk yderligere

Stærke, elastiske, selvhelbredende polymerer kommer sig hurtigt efter skader