室温磷光(RTP)高分子水凝胶因其独特的光学性质,在柔性电子、生物成像、信息加密等领域具有巨大的应用潜力。然而,RTP材料对环境条件敏感,易受水分子和氧气的影响,导致三重态激子湮灭和严重的非辐射能量耗散。传统RTP高分子水凝胶通常采用聚合物基质刚性化(如结晶、取向等)的策略,在一定程度上防止发光团猝灭并且减少分子的热运动。然而,过度的结晶或取向会使得RTP水凝胶变脆,使得凝胶可能在裂纹等薄弱环节发生断裂,不利于RTP水凝胶的应用探索,尤其是在许多需要大变形的应用场景中。因此,赋予RTP水凝胶优异的单轴/双轴拉伸性能和抗撕裂性能对于拓展RTP水凝胶的应用范围具有重要意义。
近日,中国科学院宁波材料所陈涛研究员、路伟研究员与南京工业大学朱宁教授合作,提出了一种超分子限域-缠结协同策略。使没有完全水合的聚合物单体在聚合过程中形成高度缠结,通过超分子限域作用促进4-联苯硼酸@β-环糊精(4-BB@β-CD)聚集体致密化,有效地抑制分子振动并稳定三重态。这种结构设计使得凝胶具有良好RTP性能的同时,赋予凝胶优异的单轴/双轴(21,000%/10,000%)拉伸性能,即使是有单边缺口的水凝胶也能拉伸至20500%,并且展现出高达157 kJ m⁻²的高断裂能。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202505192
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作者:朱宁;单位:生工学院;审核:庄伟
