高分子統合による高靭性・高蛍光性持続可能エラストマーの開発
Yu Tan1,2, Qingming Kong1,2, Kaiqiang Zhang1,2
1National Engineering Research Center for Colloidal Materials, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan, Shandong, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 19, 2025
まとめ
研究者らは、高分子統合戦略を用いて、高い靭性と自己修復性を備えた新しい蛍光エラストマーを開発しました。この持続可能な材料は、ウェアラブルエレクトロニクスや電磁波吸収用の高度なイオン性スキンにアップサイクルできます。
科学分野:
- 材料科学; 高分子化学; 超分子化学
背景:
- 相反する分子設計要件のため、高靭性、蛍光性、持続可能性を備えたエラストマーの開発は困難です。既存の材料は、機械的または光学的特性が犠牲になることがよくあります。
研究 の 目的:
- 機械的、光学的、電子的特性が強化された多機能エラストマーを作成すること。エラストマーの設計と寿命末期の利用のための持続可能なアプローチを実証すること。
主な方法:
- 高分子統合（SMI）戦略を利用して、ポリウレタン鎖に1,3-ジアミノプロパン（DAP）と5-アミノ-2-（4-アミノフェニル）ベンズイミダゾール（PABZ）を共グラフトしました。構造-特性関係を理解するために、実験的特性評価と密度汎関数理論（DFT）計算を使用しました。ウェアラブルひずみセンシングおよび電磁波吸収用のイオン性スキンへの使用済みエラストマーのアップサイクリングを調査しました。
主要な成果:
- 引張靭性650 MJ m-3および均一な青色蛍光を持つエラストマーを達成しました。自己修復性、リサイクル性、分解性を示しました。ウェアラブルエレクトロニクスおよび電磁波吸収用のイオン性スキンにエラストマーをアップサイクルし、応答速度0.20秒、高い耐久性（>5000サイクル）を実現しました。10.5〜12.0 GHzの範囲で効率的な電磁波吸収（>99%減衰）を示しました。
結論:
- SMI戦略は、競合する分子間相互作用を効果的にバランスさせ、機械的および光学的性能の両方を向上させます。開発されたエラストマーは、多機能材料のための汎用性の高いプラットフォームを提供します。アップサイクリングは、寿命末期の管理のための持続可能な経路を提供し、付加価値のある製品を作成します。
