△点击上图查看详情

重量仅相当于一片羽毛（46毫克）的新型聚合物材料，能轻松拉起3公斤重物；粘接面积仅有一个指甲盖大小，却拉动了重达2.1吨的小汽车？

这种“性能怪兽”般的材料，已通过浙江大学杭州国际科创中心超分子新物质创制创新工坊黄飞鹤教授、李光锋研究员团队的研究变成现实。

团队受传统编织技艺启发，提出通过不对称纠缠节点来实现不同聚合物在分子水平的有效集成，将柔性与刚性两种性质迥异的聚合物分子链，在微观世界里像经纬线般精巧地“编织”在一起，创造出了高性能聚合物材料。

这项创造性成果已发表于《自然·材料》，将为高性能聚合物材料的创造提供全新路径。

让分子链“经纬交织”，破解高分子材料制备难题

这项研究解决了高分子材料领域中一个长期存在的挑战：如何让不同性质的聚合物克服固有的不相容倾向，实现分子水平的高效集成与性能协同，而非简单的混合。

想象一下织布的样子：柔软的棉线作为“经线”，提供韧性；坚固的麻线作为“纬线”，提供强度。两者交织，方能制成既柔且韧的布料。

黄飞鹤教授团队正是基于这一思路，团队以聚氨酯和环氧树脂为例，设计了精妙的“三步走”策略：首先制备带三齿配位点的柔性聚氨酯链，作为“经线”；随后，利用钯离子作为“智能梭子”，与单齿配位点结合形成不对称纠缠节点；最后，在节点处引入“纬线”环氧树脂链，形成具有编织拓扑结构的集成网络。

就好比过去，我们只能把棉花和麻絮简单地混合，效果有限；而今，我们却能像织布一样将它们编织在一起，形成拥有稳定结构的、全新的高性能面料。

从“提起哑铃”到“拖动汽车”

这种独特的“分子编织”结构，将两种聚合物链各自的优势结合起来，赋予了材料卓越的综合性能。这不仅造就了本体材料的强大，当其被制成粘合剂时，同样表现出了优异的强度与韧性。

在本体性能上，该材料断裂伸长率高达3105%（可达原长31倍），最大应力为63.3 MPa，韧性指标达989 MJ m⁻³，不光远超传统的共混和共聚产物，也远优于两种聚合物自身的极限。

实际牵引实验

作为粘合剂时，其搭接剪切强度达15.1 MPa，是对照组（6.82 MPa）的两倍以上。在实际牵引实验中，WPU-EP粘合剂凭借仅2.5 cm × 1.3 cm的粘合面积，成功牵引了重达2.1吨的汽车，并在路面波动冲击下保持稳定，未出现脱粘现象。

“通过精巧设计纠缠节点，未来我们可将任何性能互补的聚合物（如柔性/刚性、导电/导热）像经纬线一样整合起来，从而定制所需的新型高分子材料。”黄飞鹤教授表示。

从“编织一种材料”到“编织材料未来”，团队能通过微观“分子编织”，更主动地设计和制造宏观世界的新物质，释放未来材料设计中的巨大潜力。

据了解，该成果是科创中心与之江有机硅公司紧密合作的结晶，以市场需求为导向，推动了基础研究的创新发展。这一全新的技术储备有望进一步提升之江有机硅公司在高性能胶粘剂领域的市场竞争力，充分体现了产学研深度协同在推动产业创新中的重要价值。

橙柿互动·都市快 报记者 韩晨柯

通讯员 何心怡

编辑 成嘉怡

审核 毛迪 陈奕