第一作者：Xin Yang

通訊作者：張新星

通訊單位：四川大學(xué)

張新星，四川大學(xué)研究員，入選國家級(jí)青年人才計(jì)劃，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，四川省杰青。主要從事高分子材料高性能化與功能化，綠色回收與再制造等方面的研究工作。主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金5項(xiàng)、省級(jí)科技重大專項(xiàng)等項(xiàng)目20余項(xiàng)，在Nat. Commun., Adv. Mater., Angew. Chem.等期刊發(fā)表SCI論文110余篇，他引8000余次，8篇論文入選ESI高被引論文。（來源：https://scce.sjtu.edu.cn/index_xsrl/3832.html）

論文速覽

具有超高強(qiáng)度的多孔材料對(duì)于航空航天、汽車和建筑應(yīng)用是非常理想的。然而，由于金屬泡沫的苛刻加工和聚合物泡沫固有的低強(qiáng)度，兩者都難以滿足結(jié)構(gòu)泡沫可擴(kuò)展發(fā)展的需求。

本論文提出了一種新型的超分子金屬泡沫（Supramolecular Metallic Foam, SMF），該材料通過利用核殼納米結(jié)構(gòu)的液態(tài)金屬（Liquid Metals, LMs）與高密度的金屬-配體配位及氫鍵相互作用連接而成。

這種SMF在零下溫度下保持液態(tài)以避免泡沫加工過程中的應(yīng)力集中，展現(xiàn)出超高強(qiáng)度和可持續(xù)的可回收性。SMF具有約489.68 kN m kg^?1的超高強(qiáng)度，是鋁泡沫和聚氨酯泡沫的5倍和56倍，同時(shí)具有281.23 kN m kg^?1的比模量，能夠承受汽車重復(fù)載荷。此外，由于高密度界面超分子鍵合，生命周期結(jié)束的SMF可以通過簡單的水處理重新加工成增值產(chǎn)品，如纖維和薄膜，為塑料環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供了可持續(xù)的解決方案。

圖文導(dǎo)讀

圖1：SMFs的化學(xué)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)理念和可回收性。

圖2：超分子網(wǎng)絡(luò)的表征。

圖3：SMF的機(jī)械性能。

圖4：可回收性表征。

總結(jié)展望

本研究成功開發(fā)了一種具有超高強(qiáng)度和可持續(xù)回收性的超分子金屬泡沫材料。該材料不僅在輕量化和機(jī)械性能方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，而且在環(huán)境可持續(xù)性方面展現(xiàn)出巨大潛力。通過簡單的水處理，可以將其轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品，如纖維和薄膜，從而減少了塑料廢棄物對(duì)環(huán)境的影響。這種材料的設(shè)計(jì)理念為未來輕質(zhì)多孔結(jié)構(gòu)材料的開發(fā)提供了新的方向，并為塑料環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的可持續(xù)解決方案鋪平了道路。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Supramolecular metallic foams with ultrahigh specific strength and sustainable recyclability

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-49091-6