在當今世界，可持續發展已成為全球關注的焦點。在材料科學領域，這一理念同樣至關重要。多功能可回收玻璃狀高分子材料因其在航空航天、交通運輸、建筑和電子顯示等高性能防護領域的應用潛力而備受關注。然而，傳統的玻璃狀高分子材料由于其強共價交聯網絡難以回收，這無疑對環境的可持續性構成了挑戰。

為了解決這一問題，科學家們一直在探索新的方法來制備可回收的玻璃狀高分子材料。其中一種方法是在線性網絡中引入強氫鍵，但這往往會降低材料的力學性能和結構穩定性。因此，如何在賦予材料多功能性的同時，保持其力學性能和可回收性，成為了一個亟待解決的技術難題。

華南理工大學海洋工程材料團隊在這一領域取得了突破性進展。他們長期致力于特殊與極端服役環境下的高分子材料研究，并在聚合物陶瓷功能材料方面取得了一系列成果。這些材料兼具類陶瓷和類聚合物的性質，如硅基柔性硬質防污涂層、兩性離子基鋯-硅團簇柔性硬質防污涂層等，這些材料在防污、耐磨等方面展現出了優異的性能。

最近，該團隊提出了一種協同模塊化構筑、自增強納米團簇及表面自富集的設計策略，成功制備了多功能可回收玻璃狀高分子材料。這一策略的核心在于巰基功能化聚倍半硅氧烷和聚氨酯預聚物的結合。巰基功能化聚倍半硅氧烷作為可逆自增強交聯基元，其表面豐富的巰基與聚氨酯預聚物中的異氰酸酯反應，形成動態硫代氨基甲酸酯鍵，同時無機硅氧硅內核增強了材料的表面硬度。此外，聚氨酯預聚物中的短鏈二元醇和異氰酸酯反應形成的超分子氫鍵作用，為材料的硬度和柔韌性提供了平衡。

通過這種策略制備的材料不僅具有高透明度、高硬度和優異的柔韌性，還具有優異的耐水性，并且可以通過熱壓及溶劑溶解方式進行回收。更重要的是，基于模塊化構筑和表面自富集策略，可以輕松引入功能模塊，如低表面能聚二甲基硅氧烷，賦予材料自清潔、抗液體粘附、易除冰等多功能，同時保持材料的力學性能及可回收性。

這種多功能可回收玻璃狀高分子材料的成功制備，為海洋工業、柔性電子設備、建筑窗等領域提供了一種全新的高性能防護材料。它不僅具有高強韌、高耐磨、高透明等特性，還具備自清潔、防粘附等實用功能，這無疑將極大地推動相關領域的技術進步和產業升級。

這項工作的相關研究成果已在《先進功能材料》上發表，題為“多功能可回收玻璃狀高分子材料”。華南理工大學博士生張振強為本文第一作者，馬春風教授為本文通訊作者。這項研究不僅展示了華南理工大學在高分子材料領域的科研實力，也為全球材料科學的發展貢獻了中國智慧和中國方案。隨著這一技術的進一步發展和應用，我們有理由相信，多功能可回收玻璃狀高分子材料將在未來的可持續發展中發揮越來越重要的作用。

來源: 李傳福