纳米约束聚合限制了无磁滞凝胶中的裂纹扩展
来源：原创 更新时间：2024-01-18 22:05:11 编辑：管理员 浏览：84
纳米约束聚合限制了无磁滞凝胶中的裂纹扩展
连续的机械加载循环会导致凝胶产生不可逆的疲劳损伤和残余应变，影响其使用寿命和应用范围。已经通过各种策略创建了有限变形范围内的无滞后水凝胶。然而，大变形和高弹性本质上是矛盾的属性。苏州大学严锋教授团队提出了一种纳米限域聚合策略（NCP），用于在大变形范围内制备坚韧且接近零滞后的凝胶。凝胶是在共价有机框架或分子筛的纳米通道内通过原位聚合制备的。纳米通道的封闭性以及与聚合物片段之间强大的氢键相互作用是实现快速自加固的关键。刚性纳米结构可缓解裂纹尖端的应力集中并阻止裂纹扩展，从而提高凝胶的极限断裂应变、韧性和裂纹扩展应变。这种方法为合成凝胶提供了一种通用策略，克服了大变形和高弹性之间的传统权衡。本工作提出了一种纳米限制聚合策略，用于在大范围变形下生产坚韧且接近零滞后的凝胶。凝胶是通过共价有机骨架或分子筛的纳米通道内的原位聚合制备的。纳米通道的限制和与聚合物链段的强氢键相互作用对于实现快速自我增强至关重要。刚性纳米结构缓解了裂纹尖端的应力集中并防止裂纹扩展，提高了凝胶的极限断裂应变（17,580±308%）、韧性（87.7±2.3 MJ m -3 ）和裂纹扩展应变（5,800% ）。这种方法提供了合成凝胶的通用策略，克服了大变形和高弹性的传统权衡。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41563-023-01697-9