共价-超分子形状记忆聚脲

刚度与韧性兼备

通过精确轻微交联策略，在单一聚脲中同时实现超高刚度、韧性和形状记忆能力，克服传统SMP力学性能不足的瓶颈。

Chen, Jiaoyang · 王志峰 · Bowen, Yao · Wang, Cheng · 徐建华 · Chen, Tao · Jiajie, Jing · 傅佳骏

Advanced Materials 2024

具体参数

刚度

{'zh': '1347', 'en': '1347'} MPa

强度

{'zh': '82.4', 'en': '82.4'} MPa

韧性

{'zh': '312.7', 'en': '312.7'} MJ m⁻³

形状记忆能量密度

{'zh': '24.5', 'en': '24.5'} MJ m⁻³

形状固定率

{'zh': '96', 'en': '96'} %

形状恢复率

{'zh': '99', 'en': '99'} %

技术优势

刚度韧性双高

分级氢键与共价交联的协同网络赋予材料优异的抗变形能力和能量耗散能力。

高能量密度形状记忆

应变诱导的取向纳米结构可存储大量熵能，实现24.5 MJ m⁻³的输出能量密度。

耐湿热溶剂

共价交联网络为材料提供了优异的环境稳定性，不易因湿气、高温或溶剂作用而失效。

可回收修复

超分子氢键的动态可逆性使材料在保留共价网络的同时能够回收和修复。

应用场景

• 形状记忆致动器：以高能量密度输出机械功，驱动可重复变形。
• 仿生肌肉材料：模拟肌肉纤维的刚度、韧性与收缩做功。
• 高阻尼结构材料：利用高韧性耗散振动能量，实现结构减振。
• 可修复智能材料：损伤后通过动态键重连恢复力学与形状记忆功能。