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  本工作受蜻蜓翅膀多級結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，在動態(tài)酰基氨基脲基團中引入非匹配超分子相互作用（MMSIs），構(gòu)建了SPUU-DS彈性體的剛?cè)峄パa型雜化網(wǎng)絡(luò)。通過軟段（類似柔性翅膜）與硬段（類似剛性翅脈）的協(xié)同作用機制，結(jié)合致密氫鍵陣列實現(xiàn)軟硬段動態(tài)適配。制備的超分子彈性體斷裂時的真應(yīng)力為1.1 GPa，韌性為325.54 MJ/m³，斷裂能為232.83 kJ/m²，同時還具有自修復(fù)性能。進一步將彈性體與石墨烯復(fù)合后制備了“三明治”結(jié)構(gòu)的防護和監(jiān)測傳感，通過穿刺角度與電阻信號的智能關(guān)聯(lián)特性，不僅可以提高輪胎的抗穿刺性能，還能對輪胎的損傷進行定位預(yù)警。

圖1蜻蜓翅膀仿生結(jié)構(gòu)、剛?cè)岢肿渔渽f(xié)同增強機理及軟/硬段分子設(shè)計示意圖

圖2 SPUU彈性體合成路徑、硬段分子動力學(xué)模型（粉色標(biāo)示）、內(nèi)聚能密度對比及軟硬段相互作用能（E_s-h）分析。

圖3 SPUU-D₂S₁(1.6)紫外可見光譜、手機薄膜成像、變溫FTIR（ν(N-H)/ν(C=O)）、同步/異步映射及氫鍵類型解析。

圖4彈性體的拉伸XRD表征、AFM/SAXS形貌表征、tanδ溫變響應(yīng)及應(yīng)力松弛活化能對比。

圖5 SPUU-DS力學(xué)綜合性能：應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)、6.0 kg承載、抗穿刺機制、缺口敏感性、斷裂能及循環(huán)加載行為。

圖6 自修復(fù)性能表征：力學(xué)恢復(fù)、重復(fù)加工性能、光譜追蹤及動態(tài)氫鍵機制。

圖7智能防護監(jiān)測應(yīng)用：穿刺力-位移行為及多角度（30°-120°）穿刺下的電阻信號（ΔR/R₀）動態(tài)響應(yīng)特性。

  相關(guān)研究成果以"Dragonfly wing-inspired reticular hierarchical structure enables strong and tough supramolecular elastomers"為題發(fā)表在Advanced Functional Materials（10.1002/adfm.202409146）期刊上。南京林業(yè)大學(xué)碩士研究生盧慶闖為第一作者，南京林業(yè)大學(xué)羅艷龍副教授為通訊作者。此研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金和常州市科技項目資助支持。

  論文信息:

  Qingchuang Lu, Lei Duan, Yao Liu, Chenrui Zhang, Zebo Zhang, Zhenyang Luo, Cheng-Hui Li, and Yanlong Luo*. Dragonfly wing-inspired reticular hierarchical structure enables strong and tough supramolecular elastomers, Advanced Functional Materials, 2025, 2506282. DOI: 10.1002/adfm.202409146.

  論文鏈接:https://doi.org/10.1002/adfm.202506282