該課題組通過將含有四重氫鍵的2-脲基-4-嘧啶酮(UPy)基序引進到聚合物骨架中，與鋅離子進行配位，成功合成了一系列新式超分子聚氨酯。依靠優化的分級氫鍵和金屬-配體配位鍵的協同增強作用，取得的超分子聚氨酯彈性體表現出優異的拉伸強度（~14.15 MPa）、超卓的耐性（47.57 MJ m-3）以及超高的楊氏模量（~146.92 MPa）（圖1）。得益于合理的分子規劃、聚合物鏈的高遷移率以及兩層超分子相互作用的協同效應，其機械功能遠遠優于從前報導的室溫自愈資料。計算結果和實驗剖析標明，其優異的力學功能主要有以下原因：分級氫鍵相互作用（單、雙、四重氫鍵）不僅可完成開裂后的快速重組，還可作為較弱的非共價鍵以有效地耗散能量，賦予彈性體強大的自愈才能和高拉伸性；由鋅離子與UPy基團絡合而成的Zn-UPy配位鍵更是作為較強的非共價鍵，有助于構成強大的物理交聯網絡，然后顯著增強自修復彈性體的機械強度（圖2）。該成果以Room-temperature self-healing supramolecular polyurethanes based on the synergistic strengthening of biomimetic hierarchical hydrogen-bonding interactions and coordination bonds 為題宣布在 Chemical Engineering Journal 上。

　　

　　別的，研究人員將含有兩層動態共價鍵的擴鏈劑引進聚氨酯內，取得了具有形狀回憶與自修復功能的高強高韌熱固性聚氨酯資料。該作業使用剛性單元與交聯結構完成了聚氨酯的高強度，而聚氨酯內部的氫鍵賦予了資料優異的耐性。相關成果宣布在Polymer Chemistry上。

　　

　　近日，研究人員將含有剛性單元與可構成大量氫鍵的小分子引進聚氨酯系統，成功制備了兼具超高強度、超高耐性和抗疲勞的聚（脲-氨酯）資料（PUU）。得益于硬鏈段之間的氫鍵相互作用、剛性單元的增強和與軟鏈段構成的微相別離結構，該資料在拉伸過程中氫鍵不斷解離與重組以耗散能量，使得其極具耐性，而剛性單元則有助于提高資料強度。

　　

　　研究人員使用二維紅外剖析測驗證明了多重氫鍵的存在，小角散射結果證明了微相別離結構的構成。其中，DPUU-2000資料具有最佳拉伸功能，拉伸強度可達84.2 MPa、開裂伸長率為925.6%、耐性為322.8 MJ m-3（圖3）。別的，通過原位拉伸小角散射證實，資料在拉伸過程中因為氫鍵的解離破壞了資猜中的微相別離結構，在資料加熱康復后，氫鍵的重組使得資料的微相別離結構重新構成（圖4）。借助于硬鏈段作為固定相與軟鏈段作為可逆相，該資料具有形狀回憶的特性，可在-40℃時暫時固定形狀，在30℃時康復原始形狀。

　　

　　此外，因為發光簇在氫鍵作用下的集合，使得該資料在紫外光照射下激宣布藍色熒光即具有簇聚發光現象（圖5）。該研究成果以 Molecularly engineered unparalleled strength and super toughness poly(urea-urethane) with shape memory and clusterization-triggered emission為題宣布在 Advanced Materials 上。