国科温研院赵冬/上海交大颜徐州Angew：可以能量耗散增韧的不只有牺牲键还可以是牺牲构象

主要观点总结

该文章介绍了一种新的能量耗散形式——牺牲构象，通过将其应用于共价网络（CCNs）中，显著提高了材料的力学性能。利用β-环糊精（β-CD）的构象变化，实现了高韧性、高强度和快速变形恢复性的结合。该研究为解决共价网络中能量耗散的问题提供了新的思路。

关键观点总结

关键观点1: 传统的能量耗散形式在共价网络中存在问题

传统的能量耗散形式通常会导致网络结构损坏，无法满足高韧性、高强度和快速变形恢复性的需求。

关键观点2: 牺牲构象的概念提出

为了解决这个问题，研究人员提出了牺牲构象的概念，通过将环糊精作为牺牲构象嵌入共价网络的骨架结构中，实现了在不破坏化学键的情况下进行能量耗散。

关键观点3: β-环糊精在共价网络中的作用

β-CD的可变构象充当了牺牲结构，在转变过程中耗散了大量能量，显著提高了材料的韧性。此外，通过调节β-环糊精单体与线性单体的比例，可以调节弹性体的机械性能。

关键观点4: 研究成果的验证与表征

研究团队通过一系列实验验证了牺牲构象的有效性，包括拉伸试验、循环拉伸试验、应力松弛实验等。实验结果表明，CCNs的力学性能得到了显著提高，并且具有优异的耐溶剂性和动态特性。

关键观点5: 研究的意义和影响

该研究为高性能弹性体和水凝胶的设计和制造提供了新的思路，具有重要的科学意义和应用价值。同时，该研究也展示了环糊精在材料科学中的潜在应用前景。

文章预览

弹性体在推动人类社会和技术进步方面发挥着至关重要的作用，在生物医学、软电子和防护设备等领域得到了广泛的应用。弹性体的耐久性和应用前景取决于其优异的力学性能。共价聚合物网络具有优良的刚度和弹性，是制备弹性体的理想材料。然而，它们相对刚性的拓扑结构限制了韧性的提高。将各种牺牲键，如非共价键和动态共价键结合到高弹性共价聚合物网络中，为生产具有独特机械性能的材料提供了一种有前途的方法。然而，这些传统的能量耗散形式无法保证共价网络中高韧性和快速变形恢复的结合。牺牲的非共价键，要么太弱而不能有效地增强韧性，要么在解离后重组过程缓慢，阻碍了变形回复率的提高。这些方法有一个共同的特点：能量耗散是通过化学键（共价键或非共价键）的断裂发生的，通常会导致网络结构损坏。因此，在不破 ………………………………