氢键分级光固化弹性体

超韧且可自愈

一种可3D打印的弹性体，破解力学强度与动态功能此消彼长的传统困局

Mu, Hongfeng · Sun, Zhuo · Jiada, Chen · Zhang, Xiaoyu · 郑宁 · Zhao Q. · 谢涛 · 吴晶军 · Fang, Zizheng

Advanced Materials 2025

具体参数

韧性

{'zh': '158.5', 'en': '158.5'} MJ m⁻³

拉伸强度

{'zh': '49.6', 'en': '49.6'} MPa

断裂伸长率

{'zh': '1136', 'en': '1136'} %

技术优势

打破强度-动态功能取舍

分级氢键（酰基氨基脲与氨基甲酸酯）同时提供强交联和可逆动态键，兼顾超韧性与自修复。

损伤后可自愈

酰基氨基脲基团赋予弹性体动态特性，受损后可在温和条件下修复，恢复力学性能。

可重新塑形再利用

凭借动态键，打印成型的弹性体可按需重塑形状，增加复杂结构设计的灵活性。

挤出韧性极高

韧性达158.5 MJ m⁻³，远超多数弹性体及工程塑料，同时拉伸强度近50 MPa。

应用场景

• 自修复柔性材料：赋予柔性器件自修复功能，延长使用寿命并提升可靠性。
• 3D打印弹性体：提供可直接光固化打印的高韧弹性树脂，实现复杂结构自由制造。
• 可拉伸器件：高伸长率与韧性满足可拉伸电子对反复大变形的严苛要求。
• 仿生材料：韧性接近天然材料，可修复与重塑特性模拟生物组织行为。
• 软体机器人：超韧且可修复，适合软体机器人承受反复载荷与损伤后恢复。