华南理工孙桃林/国家纳米中心王九令 Adv. Mater.: 热响应拓扑重构实现弹性体刚度与强度的可编程切换

背景：在软体机器人、自适应防护等前沿领域，开发能按需主动调节软硬与强弱的智能材料是研究热点，但在单一材料体系中实现大幅、可逆且可编程的机械性能切换，尤其是同时兼顾高刚度与高韧性，仍是挑战。研究目的：华南理工大学孙桃林教授与国家纳米科学中心王九令教授合作，旨在通过热触发聚合物网络拓扑重构，实现弹性体刚度与强度的可编程切换。结论：研究设计了一种基于可逆Diels-Alder（DA）化学反应的弹性体，利用温度控制聚合物拓扑结构在“刷状”与“线性”之间的可逆转换，使材料的模量和韧性实现高达三个数量级的可逆调控；通过热处理，材料可从超软态（模量约0.15 MPa）转变为坚硬态（模量升至41.91 MPa），同时断裂能提升86倍，打破了刚度与韧性的传统权衡；该策略基于单一材料内部的网络重排，无需改变化学组成，且性能可通过温度循环多次可逆切换，为智能软材料、自适应机器人等提供了新设计思路。