Onderzoekers hebben een nieuw polyurethaanelastomeer ontwikkeld op basis van een van ascorbinezuur afgeleid dynamisch covalent adaptief netwerk (A-CCANs). Door gebruik te maken van het synergetische effect van keto-enol-tautomerie en dynamische carbamaatbindingen, bereikt het materiaal uitzonderlijke eigenschappen: een thermische ontledingstemperatuur van 345 °C, een breukspanning van 0,88 GPa, een druksterkte van 268,3 MPa (energieabsorptie van 68,93 MJ·m⁻³) en een restrek van minder dan 0,02 na 20.000 cycli. Het materiaal vertoont bovendien zelfherstellende eigenschappen binnen enkele seconden en een recyclingrendement tot 90%, wat een baanbrekende oplossing biedt voor toepassingen in slimme apparaten en constructiematerialen.
Deze baanbrekende studie construeerde een dynamisch covalent adaptief netwerk (A-CCANs) met ascorbinezuur als kernbouwsteen. Door middel van nauwkeurig ontworpen keto-enol-tautomerie en dynamische carbamaatbindingen werd een buitengewoon polyurethaanelastomeer gecreëerd. Het materiaal vertoont een hittebestendigheid vergelijkbaar met die van polytetrafluorethyleen (PTFE) – met een thermische ontledingstemperatuur tot wel 345 °C – en tegelijkertijd een perfecte balans tussen stijfheid en flexibiliteit: een werkelijke breukspanning van 0,88 GPa en het vermogen om een spanning van 268,3 MPa te behouden onder 99,9% compressievervorming, terwijl het 68,93 MJ·m⁻³ aan energie absorbeert. Nog indrukwekkender is dat het materiaal na 20.000 mechanische cycli een restvervorming van minder dan 0,02% vertoont, binnen één seconde zelfherstelt en een recyclingrendement van 90% behaalt. Deze ontwerpstrategie, die het spreekwoordelijke "twee vliegen in één klap slaan" combineert, biedt een revolutionaire oplossing voor toepassingen zoals slimme wearables en dempingsmaterialen voor de lucht- en ruimtevaart, waar zowel mechanische sterkte als duurzaamheid in diverse omgevingsomstandigheden cruciaal zijn.
Geplaatst op: 28 augustus 2025