湖南大學、中國農業科學院麻類研究所、中南大學等單位合作，利用環糊精等為原料，基于低共熔策略制備了超分子玻璃。近日，相關研究成果在線發表于Nature Communications上。
超分子玻璃制備過程。受訪者 供圖
透明材料的發展在工業生產和科學探索中都至關重要，而有機玻璃和無機玻璃是兩種典型的透明材料。隨著科技的不斷發展，科學家實現利用非共價相互作用制備了透明材料，主要以超分子凝膠為主，但凝膠通常是軟材料，而超分子玻璃的研究與制備依舊很少。
與已開發的人工無機、有機玻璃相比，超分子玻璃仍處于起步階段，其本身特性也很少被認識和研究。
該團隊利用甲基-β-環糊精和對羥基苯甲酸之間的主客體分子識別基序制備了高內聚能的超分子聚合物粘附材料，然后通過澆鑄和熱壓的方法對粘附材料進行功能化制備成超分子玻璃。由主客體絡合驅動氫鍵形成非共價聚合使超分子玻璃具有高透明度和體相態，透過率（>85%）與市售玻璃相當，這是因為該玻璃在可見光區沒有吸收，以及表面光滑。
同時，該超分子玻璃也具有優異的機械性能，厚度大約為2 mm的玻璃能夠承受200 g重物，定量拉伸實驗發現其具有0.85 MPa的拉伸強度。這種動態組裝模式使該超分子玻璃還具有多種優點，包括可回收性、兼容性和熱加工性。研究團隊也證明了該超分子玻璃屬于短程有序（主-客體絡合）和長程無序（三維聚合物網絡）結構，這是玻璃的典型結構特征。
據介紹，該研究為以有機組分為原料構筑透明材料提供了一種新的超分子策略。研究得到中國農業科學院科技創新工程、國家麻類產業技術體系等項目的支持。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48089-4
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