弹性体材料在工业、医疗和日常生活等方面都有广阔的应用前景。目前迫切需要坚韧、可回收且可降解的下一代弹性体,但其制备仍然是一个严峻的挑战。为此,本工作设计并制备了一种基于聚己内酯(PCL)的聚氨酯弹性体。由于动态配位键的存在和应变诱导结晶的发生,得到的弹性体具有~372 MJ m -3的高韧性和~646 kJ m -2的断裂能,远高于天然橡胶。此外,弹性体可以使用溶剂回收至少三次而不损失其机械性能,并且可以在脂肪酶中降解。同时,获得的材料具有良好的生物相容性,在作为缝合线使用时可以促进小鼠的伤口愈合。该材料有望用于生物医学、柔性电子、机器人等新兴领域。
为了制备该弹性体材料,作者主要考虑了两个因素。一、选择PCL作为聚合物骨架。PCL是一种可降解的、具有良好生物相容性的聚合物。此外,它的易结晶性使其能够在材料拉伸过程中构建结晶区来延迟材料本体的断裂,提高材料性能。二、选择Fe 3+与原儿茶醛(PA,扩链剂)配位相互作用作为动态交联点。Fe 3+与PA的配位相互作用具有高强度、生物相容性和易制备性,可以在保留聚合物的加工性的同时提供高其力学性能。最终,作者获得了一种具有高强度、可回收且可降解的PCL基聚氨酯弹性体(PCL-PA-Fe)。整个合成如图1所示。