受自然界启发的动态纳米限制机制，赋予聚氨酯-尿素弹性体类似生物的机械适应性和强大的环境抗性

《Journal of Materials Chemistry A》：Nature-inspired dynamic nanoconfinement enables life-like mechanical adaptability and robust environmental resilience in polyurethane-urea elastomers

通过Zn2+介导的纤维素纳米晶体与聚氨酯-脲弹性体间的动态配位作用，构建可逆界面相互作用，实现室温下96%的自愈效率、71.5MPa拉伸强度及2207%拉伸率。材料兼具优异耐腐蚀性（中性盐雾测试1000小时后保持99%性能）和抗生物膜能力（抑制率96%），展现机械、化学及生物刺激的多维度自适应特性。

　　

在弹性体中整合高机械强度、动态适应性和环境耐受性仍然是材料科学中的一个关键挑战。受到珊瑚礁系统的启发，我们提出了一种用于聚氨酯-尿素（PU）弹性体的动态纳米限制策略，该策略利用锌（Zn²⁺）介导的纤维素纳米晶体（CNCs）的羟基与PU羰基之间的配位作用，构建可逆的界面相互作用。这种设计在常温下通过应力导向的键重组实现了96%的自修复效率。同时，CNCs网络促进了裂纹尖端的分子偏转，增强了能量耗散，并使得弹性体具有出色的拉伸强度（71.5 MPa）、延展性（2207%）和韧性（663.87 MJ m^?3）。值得注意的是，经过1000小时的中性盐雾测试（ASTM B117，35°C，≥95% RH，使用pH 6.5–7.2的5% NaCl溶液）后，这种纳米限制结构的机械性能仍保持99%；此外，通过调节网络动态性，该材料还表现出可编程的溶剂响应性。此外，动态表面重构能够抑制96%的铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）生物膜的形成。这种分层响应性类似于珊瑚的环境智能特性，使材料能够自主适应机械、化学和生物刺激，同时保持结构完整性。这种纳米限制方法超越了传统弹性体的局限，为下一代自适应材料提供了一个通用蓝图，其在海洋工程、生物医学系统和软体机器人领域具有广泛的应用前景。