Onderzoekers van het Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) van de Chinese Academie van Wetenschappen hebben een neuron-geïnspireerd allround telechelisch polymeer voorgesteld met opmerkelijke mechanische en fysieke eigenschappen, snel zelfherstellend vermogen, adhesie, tribo-elektriciteit, evenals aggregaat geïnduceerde emissie (AIE) fluorescentie. De resultaten zijn gepubliceerd in Advanced Functional Materials .

Hoogwaardige polymeren bieden geweldige toepassingsmogelijkheden op het gebied van hightech anticorrosieve coatings op zee, energieopslag, flexibele sensoren en intelligente displays. Het blijft echter een uitdaging om polymeren te ontwikkelen die zijn geïntegreerd met uitstekende mechanische eigenschappen (zoals stijfheid, taaiheid, scheurtolerantie), snel zelfherstellend vermogen, tribo-elektriciteit en zelfs elektrische of optische eigenschappen.

Geïnspireerd door de axonstructuur van neuron, synthetiseerden onderzoekers van NIMTE een telechelisch polymeer met een driearmige structuur. Het 2-ureido-4-pyrimidinon (UPy) beëindigt elke arm en de lengte ervan wordt goed gecontroleerd binnen een klein bereik om de verstrengelingsdichtheid te verminderen, waardoor de zelfherstellende efficiëntie van het telechelische polymeer wordt verbeterd. Ondertussen zijn uitgebreide ureumgroepen ingebed in elke arm om een ​​hiërarchisch netwerk van waterstofbruggen (H-bindingen) te construeren.

Door de lengte van de arm aan te passen, kunnen de mechanische prestaties van het gesynthetiseerde polymeer eenvoudig worden aangepast. Het polymeer vertoonde uitstekende mechanische prestaties met een stijfheid van 97,9 MPa, een sterkte van 22,5 MPa, een rek bij breuk van 1470%, een taaiheid van 159,3 MJ m ^-3 en kerfweerstand van 187 kJ m ^-2 .

Na 30 minuten zelfgenezing kan de taaiheid van het gesynthetiseerde polymeer herstellen tot 92%, wat wijst op een uitstekend snel zelfgenezend vermogen.

De uitgebreide H-bindingen geven het polymeer een uitstekende hechting, aangezien de overlap-afschuifsterkte kan oplopen tot 20,7 MPa bij verlijming met ijzeren platen, wat de hoogste waarde was die werd gerapporteerd voor smeltlijmen.

Bovendien kan het telechelische polymeer na wrijving met koper positief worden geladen met een hoge nullastspanning.

Onder 365 nm ultraviolet licht kan het telechelische polymeer intrinsieke blauwe fluorescentie uitzenden, dankzij de AIE van tertiaire aminegroepen.

Het onderzoek naar het door neuronen geïnspireerde allround telechelische polymeer heeft het ontwerpconcept van hoogwaardige veelzijdige nanomaterialen verrijkt en laat een groot toepassingspotentieel zien, vooral op het gebied van onderwaterbestrijding van vervalsing, onderwaterinkapseling en onderwateradhesie. + Verder verkennen

Sterke, rekbare, zelfherstellende polymeren herstellen snel van schade