基于无机离子分子连接体(IMLs)的超强韧弹性体设计与跨学科突破

【编辑推荐】针对弹性体材料长期存在的刚度-韧性矛盾，研究人员创新性开发了基于钙磷酸盐寡聚体的无机离子分子连接体(IMLs)。通过分子尺度效应实现多链交联增强刚度，动态交联行为提升能量耗散，在丙烯酸酯基弹性体中实现协同增强（刚度提升3倍，韧性达200 MJ/m3），该策略可普适应用于商业弹性体改性，为高性能聚合物设计提供新范式。

　　

弹性体材料领域长期面临刚度与韧性不可兼得的"跷跷板效应"。这项突破性研究另辟蹊径，从无机化学中汲取灵感，采用稳定的钙磷酸盐(Ca-P)寡聚体构建无机离子分子连接体(Inorganic Ionic Molecular Linkers, IMLs)。这些纳米尺度的"分子铆钉"展现出双重神奇特性：其分子尺寸效应可同时连接4-6条聚合物链形成刚性网络，而动态离子键则在变形时发生可逆断裂-重组，像微型减震器般高效耗散能量。

以丙烯酸丁酯-丙烯酸(BA-AA)共聚物为模型，IMLs改性的弹性体展现出惊人性能——刚度达传统材料的3倍，韧性突破200 MJ/m³，远超现有有机交联剂体系。更令人振奋的是，这种"无机-有机杂化"策略具有普适性，在丁苯橡胶(SBR)、聚氨酯(PU)等商业弹性体中均实现性能飞跃。

该研究巧妙融合无机化学与高分子科学，通过IMLs的"刚柔并济"特性，在分子层面破解了材料科学的经典难题。未来通过与互穿网络(IPN)等技术的联用，有望开发出兼具超强阻尼和抗冲击性能的智能材料，在人工韧带、防弹装甲等领域展现应用潜力。