近日,机械工程学院先进表面制造课题组张磊副教授与孙吉宁教授创新性地提出一种基于链端约束增韧3D打印弹性体的全新范式。通过在聚二甲基硅氧烷(PDMS)分子链末端引入双齿氢键基团,有效限制分子链间的滑移行为,增强构象熵驱动变形,提升聚合物韧性。相关研究成果以“通过端约束转换变形实现可3D打印弹性体的增韧”(Toughing3D-PrintableElastomersthroughEnd-ConstraintShiftedDeformation)为题,发表于材料科学领域顶级期刊《先进功能材料》(AdvancedFunctionalMaterials)。动态物理交联赋予3D打印弹性体可回收性、自修复性及高拉伸性。而弹性体三维交联网络中分子链构象的瞬时转变路径,则决定了本体材料的韧性、形状恢复能力和抗蠕变性能(Nat.Phys.2024,20;1171-1179,Science2017,358,502-505;Nature2024,631,783-788)。在非平衡变形条件下,聚合物网络的力学响应由熵弹性与分子链间滑移协同主导。由于悬挂链末端自由度高,易发生不可逆滑移,是限制弹性体力学性能提升的关键结构缺陷(Science2024,385,566-572)。因此,通过对悬挂链进行有效约束,有望进一步强化聚合物网络的力学稳定性。图文摘要通过向分子链末端引入儿茶酚基团,在链端形成双齿氢键,建立有效的端基约束。为揭示端...