新闻原标题：高分子学院黄光速、吴锦荣教授团队在PNAS上发表论文 在室温自主自修复玻璃态聚合物上取得重要研究进展
近日，我校高分子科学与工程学院黄光速教授和吴锦荣教授团队在室温自主自修复玻璃态聚合物上取得的重要研究成果“Room-temperature autonomous self-healing glassy polymers with hyperbranched structure”，在PNAS(《美国科学院院报》)以原创性论文全文形式发表。吴锦荣教授为通讯作者，四川大学高分子科学与工程学院作为通讯作者单位。
玻璃态聚合物具有高模量和高强度，作为结构材料广泛应用于航空航天、车辆、建筑、医疗设备等领域。目前的玻璃态聚合物破损后不能自修复，降低材料使用寿命，甚至带来严重的安全隐患。例如，由聚碳酸酯材料制作的飞机玻璃窗户不能自主修复机械损伤，可能导致空难的发生；手机屏幕破损后只能进行更换，导致资源的浪费。因此，开发能够室温自主自修复的玻璃态聚合物具有重要的意义，但仍是一个巨大的挑战。
该研究工作利用超支化聚合物外部的支化链和末端基团具有高运动性的特点，在超支化大分子上巧妙地引入多种氢键的互补基团，制备了能够室温自主自修复玻璃态的聚合物。此类聚合物在应力作用下产生微观裂纹或宏观断裂时，能够自愈合，在电子显示设备、艺术品和建筑行业上有较好的应用前景。
研究人员通过丁二胺（BDA）和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）的Michael加成反应制备了一系列不仅含有伯胺端基，而且在支链上还含有酰胺基团和仲胺基团的无规超支化聚合物（RHP）。众多的酰胺和氨基基团可以形成致密的氢键，使得RHP的Tg最高达到49 ℃，拉伸强度最高达到18.5 MPa，室温下的储能模量最高达2.7 GPa，因此，RHP是一种玻璃态聚合物。使用宽频介电松弛谱、NMR和二维红外分析等研究发现，即使在玻璃态下，分支单元和末端基团也具有高的运动性。同时，由于RHP的无规支化结构，使得RHP分子链无规堆砌，因此，互补基团一部分形成氢键，另一部分未形成氢键而处于游离状态；在具有运动性的支化链和末端基团的驱动作用下，游离状态的互补基团与形成氢键的互补基团交换重组，赋予玻璃态超支化聚合物在室温下的自主自修复能力。断裂后的RHP在1分钟内拉伸强度可以恢复5.5 MPa，并且随着修复时间的延长修复效率逐渐增加，在48 h达到75.56%。这项工作为构建具有室温自修复能力的玻璃态聚合物提供了一种新的策略和机理。
RHP的设计概念与合成方法
RHP的分子运动研究
RHP的氢键作用研究
RHP的自修复性能
论文第一作者为我校硕士生王豪为，第二作者为博士生刘汉超，第三作者为博士生曹振兴。研究工作得到黄光速教授、张睿博士、杨斌博士和Olaf Kessler教授的支持。
该研究工作得到国家自然科学基金（51873110，51673120）、高分子材料工程国家重点实验室（sklpme2019-2-14）和中央高校基础研究经费的资助。
全文链接：https://www.pnas.org/content/early/2020/05/06/2000001117
