寧波材料所在多功能遙爪型納米材料領域取得進展

　　納米材料具有優異力學性能、快速自修復能力、摩擦起電性甚至特殊光學性質，在眾多領域特別是海洋領域如海洋防污、防腐涂層、水下儲能、水下封裝、柔性傳感、智能顯示等集成型高科技產業中展現出應用前景。這些優點通常源自不同的分子機制，將它們同時集成到一種合成材料頗具挑戰性。 

　　中國科學院寧波材料技術與工程研究所海洋新材料與應用技術重點實驗室納米復合工程材料團隊副研究員陳海明、研究員茅東升等，受神經元軸突結構的啟發，合成了一種三臂結構的遙爪型納米結構聚合物。該聚合物可同時滿足優異力學、快速自修復、摩擦起電和顯示熒光的特性。研究在該遙爪型納米材料的每條臂中嵌入大量脲基，構建了多級氫鍵網絡，來模擬神經元網絡；縮短每條臂長度，減弱分子鏈纏結，從而提高了自修復速率。研究表明，僅需調整體系氫鍵密度和分子臂長度，即可實現納米結構材料宏觀多種性能的調控。該納米聚合物表現出優異的彈性模量（97.9MPa）、強度（22.5MPa）、斷裂伸長率（1470%）、韌性（159.3MJ/m3），以及良好的抗缺口性能（187kJ/m2）和快速自修復能力（92%，0.5h）。同時，大量的氫鍵賦予材料良好的粘接能力，與鐵板的搭接剪切強度可達20.7MPa。在去離子水、鹽水、有機溶劑等多種環境中均表現出優異的環境穩定性，在水下封裝和水下黏附領域具有潛在的應用前景。這是目前報道的熱熔膠粘結強度的最高值。 

　　此外，這種遙爪型納米材料在與銅板接觸分離時展現出優異的摩擦起正電行為，其開路電壓VOC與常用的摩擦起負電材料聚四氟乙烯（PTFE）相當，可以很好地補充摩擦起正電材料。研究在這種類固體聚合物中觀察到聚集誘導發光的熒光現象，使其在水下防偽領域具有潛在的應用前景。該研究豐富了高性能、多用途納米材料的設計思路，并拓寬了其應用領域。 

　　相關研究成果以Neuron Inspired All-Around Universal Telechelic Polyurea with High Stiffness, Excellent Crack Tolerance, Record-High Adhesion, Outstanding Triboelectricity, and AIE Fluorescence為題，發表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到國家自然科學基金、浙江省領軍型創新團隊項目及寧波市“甬江引才計劃”創新團隊項目等的支持。 

遙爪型納米聚合物的鏈結構和應用