1979年，Pierre-Gilles de Gennes（1991年諾獎得主）提出了一種全新的聚合物網絡結構：奧林匹克凝膠（Olympic gel，圖1b）。不同于現(xiàn)有的機械互鎖聚合物網絡（都包含環(huán)和線兩種元素），這種網絡完全由環(huán)狀聚合物通過機械互鎖（機械鍵）交聯(lián)而成。這種特殊的結構不僅使得聚合物具有共價交聯(lián)網絡完整性，而且具有高度自由運動的能力。理論上，奧林匹克凝膠可表現(xiàn)出很多獨特的行為，如利用互鎖結構自動調節(jié)網絡結構、通過環(huán)旋轉熵耗散能量、在微尺度上實現(xiàn)零模量形變，從而表現(xiàn)出非線性彈性、超高的韌性和拉伸性等特性。為了驗證這些特性，高分子科學家開始了長期的合成探索，期望能利用合成高分子構建奧林匹克凝膠。然而，利用基于機械鍵的模板法來制備奧林匹克凝膠涉及非常復雜的結構設計和合成，知易難行；相反，雖然隨機穿環(huán)的方法能獲得索烴結構，但隨機穿環(huán)效率低，并不足以得到完整的凝膠結構。因此，成功合成高分子奧林匹克凝膠一直沒有得到實現(xiàn)。
圖2. 環(huán)互鎖網絡的合成
圖3. 環(huán)互鎖網絡的表征
圖4. 原位環(huán)互鎖材料生長
該工作于2024年12月20日投稿，1月21日正式接受發(fā)表。審稿人給了很肯定的評價“I am really impressed with your work, and it made me smile to read that you have used 8 years on this study (it is presented so nicely that one gets the feeling that it was an easy study - now at least I know you struggled). Anyway, it has been the most inspiring paper I have reviewed for a very long time!”
該工作受到國家自然科學基金的資助。特別感謝深圳大學王恒教授、南京大學薛璐璐教授、湖南科技大學陳建教授、廣州大學張國杰教授和華南師范大學劉鴻教授對這個工作的幫助。
- 暫無相關新聞
