Forscher haben ein neuartiges Polyurethan-Elastomer auf Basis eines dynamischen, kovalenten, adaptiven Netzwerks aus Ascorbinsäure (A-CCANs) entwickelt. Durch die Nutzung des Synergieeffekts von Keto-Enol-Tautomerie und dynamischen Carbamatbindungen erzielt das Material außergewöhnliche Eigenschaften: eine thermische Zersetzungstemperatur von 345 °C, eine Bruchspannung von 0,88 GPa, eine Druckfestigkeit von 268,3 MPa (Energieabsorption von 68,93 MJ·m⁻³) und eine Restdehnung unter 0,02 nach 20.000 Zyklen. Es zeigt zudem Selbstheilung innerhalb von Sekunden und eine Recyclingeffizienz von bis zu 90 % und bietet damit eine bahnbrechende Lösung für Anwendungen in intelligenten Geräten und Strukturmaterialien.
Diese bahnbrechende Studie entwickelte ein dynamisches, kovalentes, adaptives Netzwerk (A-CCANs) mit Ascorbinsäure als zentralem Baustein. Durch präzise gestaltete Keto-Enol-Tautomerie und dynamische Carbamatbindungen wurde ein außergewöhnliches Polyurethan-Elastomer geschaffen. Das Material weist eine Polytetrafluorethylen (PTFE)-ähnliche Hitzebeständigkeit auf – mit einer thermischen Zersetzungstemperatur von bis zu 345 °C – und zeigt gleichzeitig ein perfektes Gleichgewicht zwischen Steifigkeit und Flexibilität: eine Bruchspannung von 0,88 GPa und die Fähigkeit, unter 99,9 % Kompressionsverformung eine Spannung von 268,3 MPa aufrechtzuerhalten und dabei 68,93 MJ·m⁻³ Energie zu absorbieren. Noch beeindruckender ist, dass das Material nach 20.000 mechanischen Zyklen eine Restverformung von weniger als 0,02 % aufweist, sich innerhalb einer Sekunde selbst regeneriert und eine Recyclingquote von 90 % erreicht. Diese Designstrategie, die das sprichwörtliche „Überleben aus beiden Welten“ vereint, bietet eine revolutionäre Lösung für Anwendungen wie intelligente Wearables und Dämpfungsmaterialien für die Luft- und Raumfahrt, bei denen sowohl mechanische Festigkeit als auch Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen von entscheidender Bedeutung sind.
Veröffentlichungsdatum: 28. August 2025