浙大科创团队研发出“超级材料”

四两真能拨千斤？“分子编织”像织布一样织出的超级材料，粘接面积仅有一个指甲盖大小，拉动了重达2.1吨的小汽车。

这种“性能怪兽”般的材料，近期已通过浙大杭州国际科创中心（简称科创中心）超分子新物质创制创新工坊黄飞鹤教授、李光锋研究员团队的研究变成现实。在实际牵引实验中，WPU—EP（交织聚合物网络）粘合剂凭借仅2.5cm×1.3cm的粘合面积，成功牵引了重达2.1吨的汽车，并在路面波动冲击下保持稳定，未出现脱粘现象。

团队受传统编织技艺启发，提出通过不对称纠缠节点来实现不同聚合物在分子水平的有效集成，将柔性与刚性两种性质迥异的聚合物分子链，在微观世界里像经纬线般精巧地“编织”在一起，创造出了高性能聚合物材料。这项创造性成果已发表于《自然·材料》，将为高性能聚合物材料的创造提供全新路径。

这项研究解决了高分子材料领域中一个长期存在的挑战：如何让不同性质的聚合物克服固有的不相容倾向，实现分子水平的高效集成与性能协同，而非简单的混合。

想象一下织布的样子：柔软的棉线作为“经线”，提供韧性；坚固的麻线作为“纬线”，提供强度。两者交织，方能制成既柔且韧的布料。

团队正是基于这一思路，以聚氨酯和环氧树脂为例，设计了精妙的“三步走”策略：首先制备带三齿配位点的柔性聚氨酯链，作为“经线”；随后，利用钯离子作为“智能梭子”，与单齿配位点结合形成不对称纠缠节点；最后，在节点处引入“纬线”环氧树脂链，形成具有编织拓扑结构的集成网络。

就好比过去，我们只能把棉花和麻絮简单地混合，效果有限，如今我们却能像织布一样将它们编织在一起，形成拥有稳定结构的、全新的高性能面料。这种独特的“分子编织”结构，将两种聚合物链各自的优势结合起来，赋予了材料卓越的综合性能。

“通过精巧设计纠缠节点，未来我们可将任何性能互补的聚合物（如柔性与刚性、导电与导热）像经纬线一样整合起来，从而定制所需的新型高分子材料。”黄飞鹤表示。