最近，華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授屈大輝創(chuàng)新性地提出了“分子拉鏈”這一獨特概念，在超分子領(lǐng)域取得了新進展。聚合物彈性體。研究結(jié)果發(fā)表在“高級材料”上，標(biāo)題為“具有類似拉鏈的滑環(huán)效應(yīng)的超高強度和高拉伸性聚氨酯彈性體”。高性能彈性體由于在新興領(lǐng)域的應(yīng)用前景而受到廣泛關(guān)注，例如柔性電子，人工執(zhí)行器和刺激響應(yīng)材料。但是，在提高聚合物網(wǎng)絡(luò)的機械強度和拉伸性能方面始終存在一個權(quán)衡。例如，用弱的犧牲鍵代替一些強的共價交聯(lián)鍵可以改善拉伸性能，但同時也會降低機械強度。近年來，由于機械結(jié)合化學(xué)的興起，將作為機械環(huán)交聯(lián)劑的機械互鎖分子引入聚合物網(wǎng)絡(luò)以改善聚合物性能的策略引起了人們的關(guān)注。但是，現(xiàn)有示例僅改善了材料的拉伸性能，但是在機械強度方面存在某些限制。研究人員創(chuàng)新地將擬輪烷交聯(lián)劑引入具有豐富氫鍵結(jié)構(gòu)域的聚氨酯網(wǎng)絡(luò)中，并獲得了具有主體-客體相互作用和氫鍵功能的超分子聚合物網(wǎng)絡(luò)。

使用極少量（0.5 mol％）的假輪烷交聯(lián)劑可以使聚氨酯的機械強度提高950％，伸長率提高650％，斷裂能提高4470％。研究人員通過傅立葉變換紅外光譜和X射線衍射進一步證明了在機械作用下的氫鍵斷裂，從而證明了這種機械增強是由于滑環(huán)效應(yīng)和氫鍵積累網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同作用，從而使氫實現(xiàn)了通過分子拉鏈滑動同步破壞了鍵積累域的能量耗散機制。這項工作為構(gòu)建高性能彈性體提供了新的策略，同時促進了人工分子機器在無溶劑聚合網(wǎng)絡(luò)中的實際應(yīng)用。據(jù)悉，這項工作是由博士生史晨宇在屈大輝教授的指導(dǎo)下完成的，并得到了田和院士的精心指導(dǎo)。該研究得到了諸如國家自然科學(xué)基金，基礎(chǔ)科學(xué)中心和上海重大科學(xué)技術(shù)項目等重大項目的支持。表征工作得到了華東理工大學(xué)分析測試中心的大力支持。