Forskare har utvecklat en ny polyuretanelastomer baserad på ett dynamiskt kovalent adaptivt nätverk (A-CCAN) härlett från askorbinsyra. Genom att utnyttja den synergistiska effekten av keto-enol-tautomerism och dynamiska karbamatbindningar uppnår materialet exceptionella egenskaper: en termisk sönderdelningstemperatur på 345 °C, en brottspänning på 0,88 GPa, en tryckhållfasthet på 268,3 MPa (energiabsorption på 68,93 MJ·m⁻³) och en resttöjning under 0,02 efter 20 000 cykler. Den uppvisar också självläkning inom några sekunder och en återvinningseffektivitet på upp till 90 %, vilket erbjuder en banbrytande lösning för tillämpningar inom smarta enheter och strukturella material.
Denna banbrytande studie konstruerade ett dynamiskt kovalent adaptivt nätverk (A-CCAN) med askorbinsyra som kärnbyggsten. Genom noggrant utformad keto-enol-tautomeri och dynamiska karbamatbindningar skapades en extraordinär polyuretanelastomer. Materialet uppvisar polytetrafluoroetylen (PTFE)-liknande värmebeständighet – med en termisk sönderdelningstemperatur så hög som 345 °C – samtidigt som det uppvisar en perfekt balans mellan styvhet och flexibilitet: en verklig brottspänning på 0,88 GPa och förmågan att bibehålla en spänning på 268,3 MPa under 99,9 % kompressionstöjning samtidigt som det absorberar 68,93 MJ·m⁻³ energi. Ännu mer imponerande är att materialet uppvisar en resttöjning på mindre än 0,02 % efter 20 000 mekaniska cykler, självläker inom en sekund och uppnår en återvinningseffektivitet på 90 %. Denna designstrategi, som uppnår det proverbiala "att ha både fiskens och björnens tass", ger en revolutionerande lösning för tillämpningar som smarta bärbara enheter och dämpningsmaterial för flyg- och rymdteknik, där både mekanisk styrka och miljömässig hållbarhet är avgörande.
Publiceringstid: 28 augusti 2025