近日，南京林业大学化学工程学院徐徐教授团队与中国林业科学研究院林产化学工业研究所刘鹤研究员合作在国际化学领域顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》（影响因子16.1）发表题为“An ultra robust tough, stretchable, and super high elastic recovery supramolecular elastomer resulting from hydrogen-bond interaction by sp2 hybridized boron-urethane bonds”的研究论文。南京林业大学博士生钱约翰为第一作者，徐徐教授为第一通讯作者，南京林业大学为第一完成单位。该研究得到国家自然科学基金等项目资助。
在现代社会中，弹性体材料无处不在。随着科技进步和应用领域拓展，人们对弹性体的综合性能提出了更高要求。开发兼具高强度和高韧性的弹性体材料，是材料科学领域亟需解决的一大挑战。我校徐徐教授团队和合作者以苯硼酸为扩链剂设计并制备了一种基于sp2杂化硼的新型弹性体材料，该材料展现了超强的拉伸性能和弹性恢复能力。
研究发现，与sp2杂化的硼原子相连的氨基甲酸酯比其连接在sp3杂化碳上的氨基甲酸酯间形成的氢键作用更强，其归因于平面结构的sp2硼原子增强了链段空间构象的致密性从而促进基团间更强氢键作用的形成。通过DFT理论模拟计算、小角X射线散射（SAXS）、变温流变学和原位变温红外光谱等手段进一步佐证了强氢键体系的存在。在此作用机制下，该弹性体表现出超高的真实断裂应力（1.30 GPa）、优异的韧性（442.2 MJ·m-3）和较高的抗穿刺强度（167.8 N·mm-1）。同时，材料在连续拉伸循环（>350次）中表现出优异的抗疲劳性，并在拉伸至原始长度的16倍后迅速恢复。该研究通过分子结构和分子间相互作用力的协同调控实现材料综合性能的提升，为高性能弹性体的设计提供了新思路，同时拓展了弹性体材料在柔性电子设备和高应力环境等领域的应用。
文章链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202421099
来源：南京林业大学
