通过分子设计打破聚氨酯的性能矛盾，实现自修复、机械强度和阻燃性的综合优化

《Journal of Materials Chemistry A》：Breaking performance trade-offs in polyurea by molecular design for integrated self-healing, mechanical strength and flame retardancy

本工作通过创新链延伸剂设计，协同提升聚氨酯弹性体的机械强度（158.5%）、阻燃性（LOI 26.8%，UL-94 V-0）及自愈能力（99.1%），为柔性电子等应用提供多功能材料。

　　

具有优异机械强度、阻燃性能和自修复能力的聚氨酯（PUA）弹性体正在越来越多地应用于柔性电子、智能传感器和电子皮肤等领域。然而，迄今为止，同时具备这些特性的聚氨酯弹性体仍然难以实现。本文提出了一种基于概念驱动的分子设计策略，通过引入一种创新设计的链延长剂来构建多功能PUA弹性体。该链延长剂含有芳香单元、动态共价键以及含磷/氮（P/N）基团。这种分子设计实现了机械性能提升、阻燃效果与自修复能力之间的协同作用，这是以往研究中很少见的现象。芳香π–π堆叠结构诱导的应变诱导结晶作用使材料的拉伸强度提高了158.5%，韧性提高了181.0%，相较于对照样品有显著改善。同时，芳香π–π堆叠与动态共价键之间的协同效应赋予了PUA优异的自修复能力：在60°C下加热24小时后，其拉伸强度仍可恢复至99.1%。此外，含磷/氮基团的存在提升了PUA弹性体的阻燃性能，使其极限氧指数（LOI）达到26.8%，并获得UL-94 V-0等级认证；同时显著降低了热量的释放速率和总释放量。制备的银纳米线/PUA柔性传感器在经过1000次拉伸循环和火灾测试后仍能保持稳定的电信号。这项工作展示了一种分子设计方法，用于克服多功能PUA在强度、阻燃性和自修复性能之间的长期矛盾。