受生物體自修復特性的啟發,自修復材料作為一種智能仿生材料引起了人們的極大興趣。南京大學李承輝副教授及合作者利用平面結構的環金屬鉑配合物之間的Pt···Pt和π-π相互作用,合成了具有高度拉伸性的自修復材料。
該材料在無任何外界刺激條件下可實現完全自我修復。他們首次用單分子力譜測試出了其中Pt···Pt作用和π-π作用的強度,并證明了這種動態鍵的高度可逆性。這種強度適中的動態可逆鍵使得合成的高分子材料不僅可在室溫下24 h內完成100%自修復,且具有優異的拉伸性能,伸長率可超過20倍。
該工作克服了高分子的拉伸性和自修復性之間的矛盾,為性能優異的新型自修復材料的合成提供了新思路。
該材料對微觀裂紋和表面損傷的自修復特性為延長材料的使用壽命及提升使用安全性提供了一種經濟而又便捷的新方法。
自修復高分子材料的修復性質主要取決于其中交聯鍵的強弱。多數情況下,高分子的力學性能和自修復性能是一對矛盾體,通過化學設計得到力學性質和自修復性質均優異的材料是目前自修復材料研究的重要挑戰之一,而其中交聯鍵的選擇和調控是設計的關鍵問題。
Pt···Pt相互作用是一種典型的金屬-金屬相互作用,存在于平面結構的鉑配合物中,其鍵能約為10-50kcal mol-1。
相關結果發表在Macromolecular Rapid Communications(2016,37(20),1667–1675, DOI:10.1002/marc.201600428)上。
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