开发兼具高强韧、抗裂和耐磨的高性能弹性体始终是一项持久挑战。本文设计了一种仿生氨基脲扩链剂,其含有高密度氢键位点,用于合成新型聚氨酯-脲(PUU)。采用两种此类扩链剂可产生几何限域效应,促进有序氢键阵列的形成,从而协同增强力学性能。所得的PUU-HI弹性体具有纳米级有序相分离结构和最大化氢键密度,拉伸强度达120.2 MPa,韧性达400.5 MJ m?3,真实断裂应力达1.3 GPa,性能甚至超越蜘蛛丝。此外,该结构还赋予材料高抗裂纹扩展性、抗疲劳性和高耐磨性,使其成为稳定、长期使用的摩擦纳米发电机界面的理想材料。固态核磁共振揭示了几何限域诱导硬段相区中有序、高密度氢键结构的形成,从而实现高效能量耗散。通过设计定制化氢键基元,并借助几何限域效应放大超分子相互作用,这项工作为开发力学性能强韧且耐用的弹性体提供了一条有前景的普适性策略。
原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-026-77193-w