Des chercheurs de l'Institut de technologie et d'ingénierie des matériaux de Ningbo (NIMTE) de l'Académie chinoise des sciences ont proposé un polymère téléchélique polyvalent inspiré des neurones avec des propriétés mécaniques et physiques remarquables, une capacité d'auto-guérison rapide, une adhérence, une triboélectricité, ainsi que fluorescence d'émission induite par agrégat (AIE). Les résultats ont été publiés dans Advanced Functional Materials .

Les polymères hautes performances présentent d'énormes perspectives d'application dans les domaines de haute technologie du revêtement anticorrosion marin, du stockage d'énergie, des capteurs flexibles et des écrans intelligents. Cependant, il reste difficile de développer des polymères intégrés avec des propriétés mécaniques exceptionnelles (telles que la rigidité, la ténacité, la tolérance aux fissures), une capacité d'auto-guérison rapide, une triboélectricité et même des propriétés électriques ou optiques.

Inspirés par la structure axonale du neurone, les chercheurs du NIMTE ont synthétisé un polymère téléchélique avec une structure à trois bras. La 2-uréido-4 pyrimidinone (UPy) termine chaque bras et sa longueur est bien contrôlée dans une petite plage pour réduire la densité d'enchevêtrement, améliorant ainsi l'efficacité d'auto-guérison du polymère téléchélique. Pendant ce temps, de vastes groupes d'urée sont intégrés dans chaque bras pour construire un réseau hiérarchique de liaisons hydrogène (liaisons H).

En ajustant la longueur du bras, les performances mécaniques du polymère synthétisé peuvent être ajustées facilement. Le polymère a montré d'excellentes performances mécaniques avec une rigidité de 97,9 MPa, une résistance de 22,5 MPa, un allongement à la rupture de 1 470 %, une ténacité de 159,3 MJ m ^-3 et résistance à l'entaille de 187 kJ m ^-2 .

Après 30 min d'auto-guérison, la ténacité du polymère synthétisé peut récupérer à 92%, indiquant une capacité d'auto-guérison rapide exceptionnelle.

Les liaisons H étendues confèrent au polymère une excellente adhérence puisque la résistance au cisaillement peut atteindre jusqu'à 20,7 MPa lorsqu'il est collé avec des plaques de fer, ce qui était la valeur la plus élevée rapportée pour les adhésifs thermofusibles.

De plus, le polymère téléchélique peut être chargé positivement avec une tension de circuit ouvert élevée après frottement avec du cuivre.

Sous une lumière ultraviolette de 365 nm, le polymère téléchélique peut émettre une fluorescence bleue intrinsèque, en raison de l'AIE des groupes amine tertiaire.

L'étude sur le polymère téléchélique polyvalent inspiré des neurones a enrichi la notion de conception de nanomatériaux polyvalents à haute performance et montre un grand potentiel d'application, en particulier dans les domaines marins de la lutte contre la contrefaçon sous-marine, de l'encapsulation sous-marine et de l'adhésion sous-marine. + Explorer plus loin

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