学霸女神，新发Nature！

第一作者：王美香，Xun Xiao

通讯作者：Michael D. Dickey

通讯单位：北卡罗来纳州立大学

论文速览

玻璃态聚合物（glassy polymers）具有高硬度（约1 GPa 模量）和高强度（10-100 MPa的断裂强度）的优点，被广泛应用于多种消费品，但它们的延展性有限。其中，传统上的方法是通过溶剂膨胀将玻璃态聚合物转化为凝胶，但这会降低其力学性能。本研究展示了新型的玻璃态凝胶材料（PAA-PP）。通过使用离子液体作为溶剂，能够在保持高自由体积的同时，形成强且丰富的非共价交联，从而在室温下形成既硬且韧、均质的网络结构。测试发现，玻璃凝胶的液体含量超过54 wt%，但其断裂强度（42 MPa）、韧性（110 MJ m-3）、屈服强度（73 MPa）和杨氏模量（1 GPa）都非常高，与传统热塑性塑料相似，但这种材料能够同时承受高达670%的应变并在加热后完全恢复。

图文导读

图1：PAA-PP凝胶的力学性能。

图2：PAA-PP凝胶的表征。

图3：PAA-PP 凝胶的增韧机制。

图4：PAA-PP凝胶的通用策略。

总结展望

本研究开发了新型的玻璃态凝胶材料，该材料结合了玻璃态聚合物的高硬度和高强度以及凝胶的强延展性。通过精确控制离子液体与聚合物链之间的相互作用，实现了材料性能的优化。

这种材料不仅具有高透明度、高粘附性、自修复和形状记忆等特性，还具有出色的热稳定性和电导率，为电子、电池和传感器等领域的应用提供了新的可能性。

研究的数据表明，尽管玻璃态凝胶含有超过54%的液体，但其断裂强度、韧性、屈服强度和杨氏模量与热塑性塑料相当，展现出巨大的应用潜力。

文献信息

标题：Glassy gels toughened by solvent

期刊：NatureDOI：10.1038/s41586-024-07564-0