吉林大学安泽胜教授 Angew：链缠结、氢键、纳米粒子三重协同赋能 - 构筑高强韧超高分子量超分子水凝胶

本文介绍了吉林大学安泽胜教授团队的一项研究，背景是聚甲基丙烯酸（PMAA）作为一种重要水溶性聚合物在多个领域有广泛应用，但传统自由基聚合对分子量和结构控制有限，现有可逆失活自由基聚合（RDRP）技术虽能合成结构明确的PMAA，却大多局限于低分子量且需要苛刻条件。研究目的是在温和条件下实现高分子量PMAA的可控合成，并利用其构建强韧的超分子水凝胶。结论是团队利用芬顿催化的RAFT聚合技术，在温和水相条件下成功合成了分子量高达1700 kg mol^-1的PMAA。这些超高分子量聚合物通过链缠结和氢键协同作用形成强韧超分子水凝胶，拉伸强度达0.16 MPa，断裂应变2000%，韧性2.93 MJ m^-3。进一步引入PMAA稳定的纳米颗粒作为二级物理交联点，构建了“链缠结+氢键+蠕虫状纳米粒子”三重协同增韧新机制，韧性提高2.5倍，阐明了动态能量耗散的抗疲劳机理，制备的水凝胶综合性能可媲美复杂双网络化学水凝胶。