شبكات البوليمر السُّفْرَامَوْلِيَّة فائقة الاستقرار وذات متانة فائقة وقابلة لإعادة التدوير

الملخص: تظهر شبكات البوليمر السُّفْرَامَوْلِيَّة (SPNs)، المرتبطة بروابط غير تساهمية، كمواد بوليمرية قابلة لإعادة التنظيم وإعادة التدوير مع وظائف فريدة. ومع ذلك، فإن الاستقرار الضعيف يمثل تحديًا حاسمًا تواجهه SPNs، نظرًا لأن SPNs عرضة للحرارة والماء و/أو المذيبات بسبب الطبيعة الديناميكية والعكسية للرابطات غير التساهمية. هنا، يتم الإبلاغ عن تصميم شبكة تعاونية غير تساهمية (NCoN) لتثبيت وتعزيز SPNs في آن واحد، مما ينتج عنه SPN فائقة الاستقرار وذات متانة فائقة وقابلة لإعادة التدوير. تم إنشاء NCoN من خلال مضاعفة مواقع الروابط الهيدروجينية وضبط التكوين/الهندسة للجزء المتعلق بالرابطات الهيدروجينية لتحسين التعاون متعدد القيم لرابطات الهيدروجين. الجزء المصمم بعقلانية لرابطات الهيدروجين مع امتثال تكويني عالٍ يعزز تشكيل مجموعات من الروابط الهيدروجينية المضغوطة بإحكام والتي تتكون من روابط هيدروجينية أكثر كثافة وأقوى. ونتيجة لذلك، تعرض الروابط المتقاطعة المربوطة بالهيدروجين في NCoN تأثير الربط التساهمي ولكن تحتفظ بالديناميات والعكسية عند الطلب. لا يظهر SPN الفائقة الاستقرار فقط مقاومة ملحوظة للحرارة تصل إلى 120 درجة مئوية، وامتصاص الماء، وطيف واسع من المذيبات، ولكنه يمتلك أيضًا إجهاد حقيقي عال عند الكسر (1.1 جيجا باسكال) ومرونة فائقة (406 ميجا جول م−3). على الرغم من الاستقرار الشبيه بالشبكة التساهمية، فإن SPN قابل لإعادة التدوير من خلال تنشيط عكسيته في مذيب عالي القطبية مسخن إلى درجة حرارة معينة.