基于Li+-π作用诱导微球滚动机制的环氧树脂协同强韧化研究：旋转稳定性与广域效应

本研究针对环氧树脂强度与韧性难以兼客的瓶颈问题，创新性地通过三重界面Li+-π相互作用驱动改性二氧化硅微球发生滚动行为，实现复合材料断裂伸长率18.48%、拉伸强度95.32 MPa和静态韧性12.01 MJ·m?3的突破性提升，其强度与韧性较纯环氧树脂分别提高57.24%和636.81%，为开发机械触发自修复热固材料提供新范式。

　　

环氧树脂存在强度与韧性的固有矛盾，严重限制其工程应用。为解决该难题，研究团队通过引入经改性的球形二氧化硅纳米填料，利用三重界面Li⁺-π相互作用诱导微球产生"滚动行为"。这种相互作用具有高结合能与旋转稳定性特征，可持续产生驱动微球发生长程滚动的动力。实验结果表明：复合环氧树脂的断裂伸长率达18.48%，拉伸强度为95.32 MPa，静态韧性高达12.01 MJ·m^?3，与原始环氧基体相比，强度提升57.24%，韧性显著增强636.81%。该微球滚动机制可通过机械或热刺激激活，显著增强环氧树脂的强韧性能。其突出的"热-力等效效应"为开发强韧型室温机械触发自修复热固材料（self-healing thermosets）提供了创新理论框架。