我校教师在材料科学领域的顶尖期刊Advanced Materials上发表研究论文

近日，化学化工学院青年教师陈骄阳联合南京理工大学和常州大学，在高强韧高分子复合材料研究方向取得进展，相关成果以题为“Stiff yet Tough, Moisture-Tolerant, Room Temperature Self-Healing and Thermoconductive Biomimetic Nanocomposites”发表在材料科学领域的顶尖期刊Advanced Materials (影响因子IF：26.8)上。陈骄阳为第一作者。论文得到了南京理工大学、常州大学等合作单位的支持与帮助以及黄山学院高层次人才启动基金(2024xkjq023)、国家重点研发计划项目（2022YFB3808800）、国家自然科学基金（52272084、52072177）等资助。

超分子自修复聚合物依靠弱的可逆非共价键，能够在受损后自我修复并恢复其原始功能。然而，大多数室温自修复聚合物本质上是柔软且可拉伸的，而非机械坚固。刚度和韧性，通常被认为是相互排斥的特性，却在天然珍珠层中和谐共存。这种平衡是通过其独特的“砖-泥”结构和优异的界面相互作用实现的。珍珠层仿生纳米复合材料主要由大量的刚性纳米填料作为承载和增强组份，并由少量的柔性聚合物相结合。同时，自修复能力对珍珠层仿生纳米复合材料尤为重要。然而，与超分子自修复弹性体不同，这些仿生纳米复合材料由于其超高含量的刚性纳米填料，无法修复宏观裂缝，这严重限制了自修复所需的分子流动性。因此，在珍珠层仿生纳米复合材料中同时实现刚度、韧性和自修复性能的整合仍然是一个重大挑战。

本研究受反向珍珠母结构概念的启发，提出一种溶剂交换诱导自组装策略，有效减轻了纳米填料的团聚并重新分布了非共价界面相互作用，采用简单、温和且可扩展的自下而上的工艺制备了高性能仿珍珠层纳米复合材料。优化后的GPU-BNNSs₄₀纳米复合材料相对于GPU表现出卓越的增强性能：弯曲模量提高了6.6倍，弯曲强度提高了14.4倍，弯曲韧性显著提高了490倍，断裂韧性提高了35.7倍，同时保持了优异的室温自修复能力，在刚度、韧性和自修复性能之间实现了最优平衡。同时，GPU-BNNSs₄₀还具有出色的防潮性和高导热性，即使在高湿度条件下也能确保稳定的机械性能。 

该策略将解决与刚性但室温自修复玻璃态聚合物相关的基本挑战，为下一代高性能自修复聚合物的开发提供重大创新。

（撰稿、摄影：陈骄阳；编辑：潘文静；审核：亓昭鹏）