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2019-09-12
人们生活中常常见到的、具有良好可拉伸性的皮筋、弹力丝、胶膜材料，其拉伸倍数不超过数十倍。然而，中国科学家创造了一个奇迹：研制出了一种可以拉伸13000倍的聚合物。相关文章于近日刊登在材料领域国际顶级学术期刊《先进材料》上。
材料究竟能够拉伸多长？这个饶有兴趣的问题对材料研究人员却是巨大的挑战。陶瓷材料的拉伸倍数通常较小，金属材料的拉伸倍数通常不超过10倍（在某些特殊条件下超塑拉伸也可达到千倍），而迄今为止，聚合物本体可拉伸倍数最高纪录约为180倍，凝胶材料拉伸倍数也不过210倍。
现在，中国科学院的科研人员创出了一个新纪录：首次使聚合物材料的最大拉伸倍数提升至13000倍。中国科学院化学研究所赵宁研究员/徐坚研究员课题组设计和制备出一种聚合物网络结构，通过强、弱动态键的协同作用，成功地把聚丁二烯（PB）材料的可拉伸倍数提高到了1万倍以上。这种聚合物材料含有离子型氢键和亚胺键交联网络，在特定条件下，网络中动态交联点通过可逆断裂或者动态交换耗散能量，有效防止材料发生不可逆破坏，因此，在拉伸过程中少量的亚胺键用于维持网络结构，大量的离子型氢键则耗散能量，两种机制之间的协同作用使聚合物材料成功地获得超级拉伸性能。
良好的可拉伸性能是聚合物材料能够用在柔性电子器件、驱动器以及能量存储等领域的必备条件。
据了解，此项工作是与西南交通大学崔树勋教授、中国科学院化学研究所王建平研究员、向俊锋研究员及加拿大麦克马斯特大学史安昌教授合作完成的。（记者李大庆）
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