強度和韌性是多數聚合物工程材料基本和重要的參數。而強度和韌性往往是相互矛盾的，這制約了高性能材料的發展。因此，在不犧牲韌性的情況下，實現高強度是材料科學的難題和挑戰。
 

　　中國科學院蘭州化學物理研究所先進潤滑與防護材料研究發展中心聚合物自潤滑復合材料課題組，致力于高性能聚氨酯的設計制備及其摩擦學性能研究，取得了系列進展。科研人員提出了新的合成方法以開發量身定制的先進彈性體，制備的疏水聚脲-氨酯(HPUU-R)彈性體具有高拉伸強度(~75.3 MPa)、優異的韌性(~292.5 MJ m-3)、高透明度、耐穿刺、耐刮擦和耐水性。
 

　　近日，研究人員通過結合超分子氫鍵的優越性和共價亞胺籠的靈活性來調控機械性能，以解決高強度和韌性兼容性差的問題。研究通過在超分子網絡中引入共價亞胺籠(OIC)，報道了一種具有超強堅固性、抗撕裂性、抗疲勞性、彈性恢復和形狀記憶效果的柔性籠增強的超分子彈性體(CSE)。
 

　　該工作為平衡材料強度和韌性提供了新策略。這一彈性體材料有望在未來應用于如盾構機等大型設備中。相關成果發表在《先進材料》(Advanced Materials)上。研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院穩定支持基礎研究領域青年團隊計劃和中國科學院青年創新促進會等的支持。
 

HPUU-R彈性體的設計、制備和性能
 

傳統PUU到CSE的網絡結構變化示意圖