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第一作者：王美香，Xun Xiao

通訊作者：Michael D. Dickey

通訊單位：北卡羅來納州立大學

中國青年學者一作，最新Nature！

Michael D. Dickey，北卡羅來納州立大學化學與生物分子工程系教授。

論文速覽

玻璃態聚合物（glassy polymers）具有高硬度（約1?GPa 模量）和高強度（10-100?MPa的斷裂強度）的優點，被廣泛應用于多種消費品，但它們的延展性有限。其中，傳統上的方法是通過溶劑膨脹將玻璃態聚合物轉化為凝膠，但這會降低其力學性能。

本研究展示了新型的玻璃態凝膠材料（PAA-PP）。通過使用離子液體作為溶劑，能夠在保持高自由體積的同時，形成強且豐富的非共價交聯，從而在室溫下形成既硬且韌、均質的網絡結構。測試發現，玻璃凝膠的液體含量超過54 wt%，但其斷裂強度（42 MPa）、韌性（110 MJ m^-3）、屈服強度（73 MPa）和楊氏模量（1 GPa）都非常高，與傳統熱塑性塑料相似，但這種材料能夠同時承受高達670%的應變并在加熱后完全恢復。

圖文導讀

圖1：PAA-PP凝膠的力學性能。

圖2：PAA-PP凝膠的表征。

圖3：PAA-PP 凝膠的增韌機制。

圖4：PAA-PP凝膠的通用策略。

總結展望

本研究開發了新型的玻璃態凝膠材料，該材料結合了玻璃態聚合物的高硬度和高強度以及凝膠的強延展性。通過精確控制離子液體與聚合物鏈之間的相互作用，實現了材料性能的優化。

這種材料不僅具有高透明度、高粘附性、自修復和形狀記憶等特性，還具有出色的熱穩定性和電導率，為電子、電池和傳感器等領域的應用提供了新的可能性。

研究的數據表明，盡管玻璃態凝膠含有超過54%的液體，但其斷裂強度、韌性、屈服強度和楊氏模量與熱塑性塑料相當，展現出巨大的應用潛力。

文獻信息

標題：Glassy gels toughened by solvent

期刊：Nature

DOI：10.1038/s41586-024-07564-0

原創文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/06/22/b7d437e4cd/

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