第一作者：Xin Yang

通訊作者：張新星

通訊單位：四川大學

張新星，四川大學研究員，入選國家級青年人才計劃，國家重點研發計劃項目負責人，四川省杰青。主要從事高分子材料高性能化與功能化，綠色回收與再制造等方面的研究工作。主持國家重點研發計劃項目1項、國家自然科學基金5項、省級科技重大專項等項目20余項，在Nat. Commun., Adv. Mater., Angew. Chem.等期刊發表SCI論文110余篇，他引8000余次，8篇論文入選ESI高被引論文。（來源：https://scce.sjtu.edu.cn/index_xsrl/3832.html）

論文速覽

具有超高強度的多孔材料對于航空航天、汽車和建筑應用是非常理想的。然而，由于金屬泡沫的苛刻加工和聚合物泡沫固有的低強度，兩者都難以滿足結構泡沫可擴展發展的需求。

本論文提出了一種新型的超分子金屬泡沫（Supramolecular Metallic Foam, SMF），該材料通過利用核殼納米結構的液態金屬（Liquid Metals, LMs）與高密度的金屬-配體配位及氫鍵相互作用連接而成。

這種SMF在零下溫度下保持液態以避免泡沫加工過程中的應力集中，展現出超高強度和可持續的可回收性。SMF具有約489.68 kN m kg^?1的超高強度，是鋁泡沫和聚氨酯泡沫的5倍和56倍，同時具有281.23 kN m kg^?1的比模量，能夠承受汽車重復載荷。此外，由于高密度界面超分子鍵合，生命周期結束的SMF可以通過簡單的水處理重新加工成增值產品，如纖維和薄膜，為塑料環境風險提供了可持續的解決方案。

圖文導讀

圖1：SMFs的化學結構、設計理念和可回收性。

圖2：超分子網絡的表征。

圖3：SMF的機械性能。

圖4：可回收性表征。

總結展望

本研究成功開發了一種具有超高強度和可持續回收性的超分子金屬泡沫材料。該材料不僅在輕量化和機械性能方面具有顯著優勢，而且在環境可持續性方面展現出巨大潛力。通過簡單的水處理，可以將其轉化為高附加值產品，如纖維和薄膜，從而減少了塑料廢棄物對環境的影響。這種材料的設計理念為未來輕質多孔結構材料的開發提供了新的方向，并為塑料環境風險的可持續解決方案鋪平了道路。

文獻信息

標題：Supramolecular metallic foams with ultrahigh specific strength and sustainable recyclability

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-49091-6