Kedjearkitektur och tillämpningar av den telekeliska polymeren. Kredit:NIMTE
Forskare vid Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) vid den kinesiska vetenskapsakademin har föreslagit en neuroninspirerad all-around telekelisk polymer med anmärkningsvärda mekaniska och fysikaliska egenskaper, snabb självläkande förmåga, vidhäftning, triboelektricitet, samt aggregerad inducerad emission (AIE) fluorescens. Resultaten publicerades i Advanced Functional Materials .
Högpresterande polymerer visar enorma tillämpningsmöjligheter inom de högteknologiska områdena marin rostskyddsbeläggning, energilagring, flexibla sensorer och intelligenta displayer. Det är dock fortfarande utmanande att utveckla polymerer integrerade med enastående mekaniska egenskaper (såsom styvhet, seghet, spricktolerans), snabb självläkande förmåga, triboelektricitet och även elektriska eller optiska egenskaper.
Inspirerad av axonstrukturen hos neuron, syntetiserade forskare vid NIMTE en telekelisk polymer med en trearmad struktur. 2-ureido-4-pyrimidinonen (UPy) avslutar varje arm och dess längd kontrolleras väl inom ett litet område för att minska intrasslingstätheten, vilket förbättrar självläkningseffektiviteten hos den telekeliska polymeren. Under tiden är omfattande ureagrupper inbäddade i varje arm för att konstruera ett hierarkiskt vätebindningsnätverk (H-bindningar).
Genom att justera längden på armen kan den mekaniska prestandan hos den syntetiserade polymeren enkelt justeras. Polymeren visade utmärkt mekanisk prestanda med styvhet på 97,9 MPa, hållfasthet 22,5 MPa, brottöjning på 1 470 %, seghet på 159,3 MJ m -3 och hackmotstånd på 187 kJ m -2 .
Efter 30 minuters självläkning kan segheten hos den syntetiserade polymeren återhämta sig till 92 %, vilket indikerar enastående snabb självläkande förmåga.
De omfattande H-bindningarna ger polymeren utmärkt vidhäftning eftersom överlappsskjuvhållfastheten kan nå upp till 20,7 MPa när den binds med järnplåtar, vilket var det högsta värdet som rapporterades för smältlim.
Dessutom kan den telekeliska polymeren vara positivt laddad med en hög öppen kretsspänning efter friktion med koppar.
Under 365 nm ultraviolett ljus kan den telekeliska polymeren avge inre blå fluorescens på grund av AIE av tertiära amingrupper.
Studien på den neuroninspirerade all-around telekeliska polymeren har berikat designbegreppet om högpresterande mångsidiga nanomaterial, och visar stor tillämpningspotential, särskilt inom de marina områdena för undervattensförfalskning, undervattensinkapsling och undervattensvidhäftning. + Utforska vidare
