中国科学家发明可回收的玻璃状高分子材料

在当今世界，可持续发展已成为全球关注的焦点。在材料科学领域，这一理念同样至关重要。多功能可回收玻璃状高分子材料因其在航空航天、交通运输、建筑和电子显示等高性能防护领域的应用潜力而备受关注。然而，传统的玻璃状高分子材料由于其强共价交联网络难以回收，这无疑对环境的可持续性构成了挑战。

为了解决这一问题，科学家们一直在探索新的方法来制备可回收的玻璃状高分子材料。其中一种方法是在线性网络中引入强氢键，但这往往会降低材料的力学性能和结构稳定性。因此，如何在赋予材料多功能性的同时，保持其力学性能和可回收性，成为了一个亟待解决的技术难题。

华南理工大学海洋工程材料团队在这一领域取得了突破性进展。他们长期致力于特殊与极端服役环境下的高分子材料研究，并在聚合物陶瓷功能材料方面取得了一系列成果。这些材料兼具类陶瓷和类聚合物的性质，如硅基柔性硬质防污涂层、两性离子基锆-硅团簇柔性硬质防污涂层等，这些材料在防污、耐磨等方面展现出了优异的性能。

最近，该团队提出了一种协同模块化构筑、自增强纳米团簇及表面自富集的设计策略，成功制备了多功能可回收玻璃状高分子材料。这一策略的核心在于巯基功能化聚倍半硅氧烷和聚氨酯预聚物的结合。巯基功能化聚倍半硅氧烷作为可逆自增强交联基元，其表面丰富的巯基与聚氨酯预聚物中的异氰酸酯反应，形成动态硫代氨基甲酸酯键，同时无机硅氧硅内核增强了材料的表面硬度。此外，聚氨酯预聚物中的短链二元醇和异氰酸酯反应形成的超分子氢键作用，为材料的硬度和柔韧性提供了平衡。

通过这种策略制备的材料不仅具有高透明度、高硬度和优异的柔韧性，还具有优异的耐水性，并且可以通过热压及溶剂溶解方式进行回收。更重要的是，基于模块化构筑和表面自富集策略，可以轻松引入功能模块，如低表面能聚二甲基硅氧烷，赋予材料自清洁、抗液体粘附、易除冰等多功能，同时保持材料的力学性能及可回收性。

这种多功能可回收玻璃状高分子材料的成功制备，为海洋工业、柔性电子设备、建筑窗等领域提供了一种全新的高性能防护材料。它不仅具有高强韧、高耐磨、高透明等特性，还具备自清洁、防粘附等实用功能，这无疑将极大地推动相关领域的技术进步和产业升级。

这项工作的相关研究成果已在《先进功能材料》上发表，题为“多功能可回收玻璃状高分子材料”。华南理工大学博士生张振强为本文第一作者，马春风教授为本文通讯作者。这项研究不仅展示了华南理工大学在高分子材料领域的科研实力，也为全球材料科学的发展贡献了中国智慧和中国方案。随着这一技术的进一步发展和应用，我们有理由相信，多功能可回收玻璃状高分子材料将在未来的可持续发展中发挥越来越重要的作用。