近日,东北大学材料学院王福会教授团队徐大可教授课题组张志鹏副教授联合华南理工大学马春风教授系统总结了拓扑调控聚脲的最新研究进展,涵盖其合成、制备和新兴应用,相关成果“Topology-Regulated Polyurea: From Structural Design to Emerging Applications”发表于材料学科国际顶级期刊Advanced Materials。材料学院张志鹏副教授为第一作者,东北大学为第一完成单位。
聚脲作为一种重要的高性能弹性体,以其优异的强度、卓越的韧性和显著的应变速率敏感性而著称,在冲击防护、涂层材料和胶粘剂等领域具有不可替代的应用价值。特别是其独特的可编程力学性能、强界面黏附性以及动态自修复能力,使聚脲在柔性电子器件、固态电解质、软体机器人和生物相容性传感器等新兴前沿领域中展现出巨大的应用潜力。然而,聚脲材料目前仍面临异氰酸酯与氨基反应速度过快、结构可调性受限、功能性单一等关键挑战,亟需进一步突破。
近年来,聚脲研究聚焦于合成方法创新、拓扑网络调控及功能应用拓展。为解决反应过快和异氰酸酯毒性问题,研究者开发了低活性胺类化合物及非异氰酸酯绿色合成路线。通过合理设计拓扑网络(如引入超分子链段、超支化交联剂或金属配位结构),可系统调控微相分离、氢键密度及链段运动性,从而协同优化强度、韧性、弹性回复等力学性能,并赋予阻尼、自修复、形状记忆等刺激响应功能。凭借上述优势,聚脲已拓展至柔性电子、固态电解质和智能结构器件等新兴领域。本综述从高分子科学视角,系统梳理了功能性聚脲的分子起源、合成策略、拓扑调控及性能-应用关系,涵盖合成制备、网络结构设计与构效关系、新兴功能应用,并展望未来发展方向,旨在为该领域的持续创新提供参考。
拓扑调控聚脲的分子起源、合成方法、拓扑调控及其性能-应用关系
