Forscher haben ein neuartiges Polyurethan-Elastomer auf Basis eines dynamischen kovalenten adaptiven Netzwerks (A-CCANs) auf Ascorbinsäurebasis entwickelt. Durch die Nutzung des synergistischen Effekts von Keto-Enol-Tautomerie und dynamischen Carbamatbindungen erreicht 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 von unter 0,02 nach 20.000 Zyklen. Es zeigt außerdem eine sekundenschnelle Selbstheilung und eine Recyclingeffizienz von bis zu 90 % und bietet damit eine bahnbrechende Lösung für Anwendungen in intelligenten Geräten und Strukturmaterialien.
Im Rahmen dieser bahnbrechenden Studie wurde ein dynamisches kovalentes adaptives Netzwerk (A-CCANs) mit Ascorbinsäure als Kernbaustein konstruiert. Durch präzise konstruierte Keto-Enol-Tautomerie und dynamische Carbamatbindungen entstand ein außergewöhnliches Polyurethan-Elastomer. Das Material weist eine mit Polytetrafluorethylen (PTFE) vergleichbare Hitzebeständigkeit auf – mit einer thermischen Zersetzungstemperatur von bis zu 345 °C – und bietet gleichzeitig eine perfekte Balance aus Steifigkeit und Flexibilität: eine tatsächliche Bruchspannung von 0,88 GPa und die Fähigkeit, eine Spannung von 268,3 MPa unter 99,9 % Kompressionsdehnung aufrechtzuerhalten und dabei 68,93 MJ·m⁻³ Energie zu absorbieren. Noch beeindruckender ist, dass das Material nach 20.000 mechanischen Zyklen eine Restdehnung von weniger als 0,02 % aufweist, innerhalb einer Sekunde selbstheilt und eine Recyclingeffizienz von 90 % erreicht. Diese Designstrategie, die das sprichwörtliche „Fisch- und Bärentatze-Prinzip“ vereint, bietet eine revolutionäre Lösung für Anwendungen wie intelligente Wearables und Polstermaterialien für die Luft- und Raumfahrt, bei denen sowohl mechanische Festigkeit als auch Umweltbeständigkeit entscheidend sind.
Veröffentlichungszeit: 28. August 2025