正交且协同的超分子相互作用以提升材料性能

《Macromolecules》：Orthogonal yet Synergistic Supramolecular Interactions to Boost Material Properties

正交超分子聚合物网络通过主客相互作用、单氢键和四重氢键协同作用实现高强度（31.3MPa）、高韧性（172.0MJ/m3）及动态可逆特性，兼具自愈性、可重复加工性和在75%拉伸下的稳定电致发光性能。

　　

正交超分子相互作用是指在一个系统中存在多种非共价相互作用，这些相互作用之间不会相互干扰，共同决定了材料的性能。尽管非干扰原理已经被很好地理解，但这些相互作用之间的潜在协同效应仍然未被充分探索，这为先进材料的发展提供了新的可能性。在本研究中，我们制备了包含三种不同超分子相互作用的超分子聚合物网络（SPNs），这些相互作用既具有正交性又具有协同性，从而使材料具备了出色的韧性和动态性。具体来说，该网络结合了主客体相互作用、单氢键和四氢键。它们的协同效应体现在：（1）由于强度梯度的存在，这些相互作用可以依次发生解离；（2）四氢键作为主客体基交联的结构支架。代表性的SPN-2表现出优异的机械性能，其抗拉强度为31.3 MPa，韧性为172.0 MJ/m³，远超缺乏多种超分子协同效应的对照网络。这些非共价相互作用的可逆性进一步赋予了SPN-2出色的抗穿刺和抗撕裂能力、快速自修复性能以及可再加工性。此外，SPN-2还是一种有效的可拉伸基底，适用于交流电电致发光（ACEL）器件，在75%的拉伸应变下仍能保持稳定的发光性能。