Investigadores del Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo (NIMTE) de la Academia de Ciencias de China han propuesto un polímero telequélico completo inspirado en neuronas con propiedades mecánicas y físicas notables, capacidad de autocuración rápida, adhesión, triboelectricidad, así como fluorescencia de emisión inducida por agregados (AIE). Los resultados se publicaron en Advanced Functional Materials .

Los polímeros de alto rendimiento muestran enormes perspectivas de aplicación en los campos de alta tecnología de revestimiento anticorrosivo marino, almacenamiento de energía, sensores flexibles y pantallas inteligentes. Sin embargo, sigue siendo un desafío desarrollar polímeros integrados con propiedades mecánicas sobresalientes (como rigidez, tenacidad, tolerancia al agrietamiento), capacidad de autorreparación rápida, triboelectricidad e incluso propiedades eléctricas u ópticas.

Inspirándose en la estructura del axón de la neurona, los investigadores del NIMTE sintetizaron un polímero telequélico con una estructura de tres brazos. La 2-ureido-4 pirimidinona (UPy) termina cada brazo y su longitud está bien controlada dentro de un rango pequeño para reducir la densidad de enredos, mejorando así la eficiencia de autorreparación del polímero telequélico. Mientras tanto, se incrustan extensos grupos de urea en cada brazo para construir una red jerárquica de enlaces de hidrógeno (enlaces H).

Al ajustar la longitud del brazo, el rendimiento mecánico del polímero sintetizado se puede ajustar fácilmente. El polímero mostró un excelente rendimiento mecánico con una rigidez de 97,9 MPa, una resistencia de 22,5 MPa, un alargamiento a la rotura de 1470 % y una tenacidad de 159,3 MJ m ^-3 . y resistencia a muescas de 187 kJ m ^-2 .

Después de 30 minutos de autorreparación, la dureza del polímero sintetizado puede recuperarse hasta el 92 %, lo que indica una excelente capacidad de autorreparación rápida.

Los amplios enlaces H dotan al polímero de una excelente adhesión, ya que la resistencia al cizallamiento del solape puede alcanzar hasta 20,7 MPa cuando se une con placas de hierro, que fue el valor más alto informado para los adhesivos de fusión en caliente.

Además, el polímero telequélico puede cargarse positivamente con un alto voltaje de circuito abierto después de la fricción con el cobre.

Bajo luz ultravioleta de 365 nm, el polímero telequélico puede emitir una fluorescencia azul intrínseca, debido a la AIE de los grupos de amina terciaria.

El estudio sobre el polímero telequélico completo inspirado en las neuronas ha enriquecido la noción de diseño de nanomateriales versátiles de alto rendimiento y muestra un gran potencial de aplicación, especialmente en los campos marinos de la lucha contra la falsificación submarina, la encapsulación submarina y la adhesión submarina. + Explora más

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