Naukowcy opracowali nowy elastomer poliuretanowy oparty na dynamicznej sieci kowalencyjnej adaptacyjnej (A-CCAN) pochodzącej z kwasu askorbinowego. Wykorzystując synergistyczny efekt tautomerii keto-enolowej i dynamicznych wiązań karbaminianowych, materiał ten osiąga wyjątkowe właściwości: temperaturę rozkładu termicznego 345°C, naprężenie zrywające 0,88 GPa, wytrzymałość na ściskanie 268,3 MPa (absorpcja energii 68,93 MJ·m⁻³) oraz odkształcenie resztkowe poniżej 0,02 po 20 000 cykli. Charakteryzuje się on również samonaprawą w ciągu kilku sekund i wydajnością recyklingu sięgającą 90%, oferując przełomowe rozwiązanie do zastosowań w urządzeniach inteligentnych i materiałach konstrukcyjnych.
To przełomowe badanie pozwoliło na stworzenie dynamicznej sieci kowalencyjnej (A-CCAN) wykorzystującej kwas askorbinowy jako główny element budulcowy. Dzięki precyzyjnie zaprojektowanemu tautomerii keto-enolowej i dynamicznym wiązaniom karbaminianowym powstał niezwykły elastomer poliuretanowy. Materiał ten charakteryzuje się odpornością na ciepło zbliżoną do politetrafluoroetylenu (PTFE) – z temperaturą rozkładu termicznego sięgającą 345°C – a jednocześnie charakteryzuje się idealną równowagą między sztywnością a elastycznością: rzeczywiste naprężenie pękające wynosi 0,88 GPa, a jego zdolność do utrzymania naprężenia 268,3 MPa przy 99,9% odkształceniu ściskającym, przy jednoczesnej absorpcji 68,93 MJ·m⁻³ energii. Co jeszcze bardziej imponujące, materiał wykazuje odkształcenie resztkowe mniejsze niż 0,02% po 20 000 cykli mechanicznych, samonaprawia się w ciągu jednej sekundy i osiąga 90% wydajność recyklingu. Ta strategia projektowania, która pozwala osiągnąć przysłowiowy efekt „połączenia ryby i łapy niedźwiedzia”, zapewnia rewolucyjne rozwiązanie dla zastosowań takich jak inteligentne urządzenia noszone na ciele czy materiały amortyzujące w przemyśle lotniczym i kosmicznym, gdzie kluczowe znaczenie ma zarówno wytrzymałość mechaniczna, jak i odporność na warunki atmosferyczne.
Czas publikacji: 28-08-2025