近期,清華大學吉巖團隊何恩鍵、梁歡等科研人員在《Nature》發現題為“Robust liquid crystalsemi-interpenetrating polymernetwork with superior energy-dissipationperformance”的文章。文章介紹一種由結晶性線性液晶聚合物(c-LCP)和交聯液晶網絡組成的液晶半互穿聚合物網絡(LC-semi-IPN),該材料在機械性能和能量耗散性能方面表現優異,具有潛在的實際應用價值。
https://www.nature.com/articles/s41467-024-54233-x
文章特意介紹使我公司 湖南嘉航醫藥科技有限公司(Hunan Chemfsh Pharmaceutical Co.Ltd.)提供的雙丙烯酸酯液晶單體(RM82和RM257)作為關鍵原料。RM82用于合成具有結晶能力的線性液晶聚合物(c-LCP),而RM257則用于制備主鏈液晶網絡(LCN)基體。這兩種單體的選擇對于實現LC-semi-IPN的優異性能至關重要。通過合理設計和制備,LC-semi-IPN在機械性能和能量耗散能力方面相較于單一液晶網絡有了顯著提升。文章強調了CHEMFISH產品在合成高性能液晶聚合物中的關鍵作用,這些產品為開發新型能量耗散材料提供了重要支持。
背景知識
液晶網絡(LCN)因其基于介晶基元重新取向的獨特耗散機制而成為一種卓越的能量耗散材料,引起了研究者的極大興趣。
然而,如何將高楊氏模量、良好的耗散效率和較寬的有效阻尼溫度范圍整合到能量耗散LCN中仍然是一個挑戰。
研究方法
吉巖團隊提出了一種制造堅固的能量耗散液晶半互穿聚合物網絡(LC-semi-IPN)的策略,該網絡由結晶液晶聚合物(c-LCP)組成。
通過合理設計和制備,LC-semi-IPN在機械性能和能量耗散能力方面相較于單一液晶網絡有了顯著提升。
實驗結果
力學性能提升:c-LCP的結晶特性使LC-semi-IPN的楊氏模量大幅躍升,比單一網絡高出約1800%。
能量耗散效率提高:c-LCP聚合物鏈的運動及其與LCN的摩擦使得LC-semi-IPN的能量耗散效率提高了約200%。
有效阻尼溫度范圍拓寬:LC-semi-IPN的有效阻尼溫度高達130°C,是目前所報道的LCN中最寬的
該研究為開發新型能量耗散材料提供了重要支持,這些材料在車輛、航空航天、電子設備和安全裝備等領域具有廣泛的應用前景。LC-semi-IPN的優異性能和潛在應用展示了其在能量耗散領域的巨大潛力。我公司提供的(RM82和RM257)兩種材料在該研究中起到了重要作用。