近日，由浙江大學(xué)化學(xué)系教授黃飛鶴領(lǐng)導(dǎo)的超分子化學(xué)課題組成功研制出一種具有自修復(fù)功能的超分子凝膠。該超分子凝膠具有形變大、恢復(fù)時(shí)間短的特性，展現(xiàn)了優(yōu)越的材料應(yīng)用前景。相關(guān)研究論文發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志上。
凝膠是一種特殊的分散體系，在這個(gè)體系中，膠體粒子或高分子互相連接，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)空隙中則充滿了作為分散介質(zhì)的液體或氣體。超分子凝膠，則是膠體粒子通過非共價(jià)作用形成纏結(jié)，然后包裹溶劑分子形成的凝膠。
黃飛鶴課題組在世界上首次制備出了兩種不同的超分子凝膠，且制備過程簡單，其自修復(fù)性能極其優(yōu)異，甚至能在100倍的形變下進(jìn)行快速自修復(fù)。
對于該超分子凝膠的制備方法，論文第一作者、博士生張明明介紹說，研究采用了兩種不同的小分子交聯(lián)劑，交聯(lián)側(cè)鏈含有雙苯并—24—冠—8的共聚物，得到了兩種不同的超分子凝膠。這種超分子凝膠內(nèi)部形成了一種特殊的“軸—環(huán)”穿入結(jié)構(gòu)，當(dāng)受到外部刺激，軸和環(huán)穿入的構(gòu)型會受到破壞，但是由于其組裝的穩(wěn)定性，經(jīng)過一段時(shí)間，它們會自己再形成穿入構(gòu)型。
實(shí)驗(yàn)顯示，這些超分子凝膠在被“拉長”100倍的情況下，可以于60秒內(nèi)完全恢復(fù)高分子彈性和黏性性質(zhì)，三四分鐘實(shí)現(xiàn)形態(tài)的完整修復(fù)。
業(yè)內(nèi)專家表示，正因?yàn)檫@種能夠“自修復(fù)”的神奇特性，使得該超分子凝膠具有廣闊的應(yīng)用前景，如作為可自修復(fù)的智能材料，應(yīng)用于汽車涂層，以及一些航空航天材料、仿生材料的骨架等領(lǐng)域。
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