Supramolecular Elastomer Based Switchable Adhesives Regulated by Soft Confinement Induced Nano‐Rod Crystals

材料科学 纳米棒 胶粘剂 弹性体 韧性 结晶 超分子化学 粘附 聚己内酯 复合材料 纳米技术 自组装 化学工程 超分子聚合物 聚合物 相(物质) 两亲性 软物质 纳米复合材料 纳米颗粒 联轴节(管道) 分子动力学
作者
Qi Jin,Minzhi Duan,Shaochuan Luo,Ming Wu,Yuyang Liu,Ziyi Wang,Hengrui Liang,Tang Li,Yichen Ding,Ruohan Yang,Dongshan Zhou,Mei Dong,Peng Zheng,Yan Zheng,Jiaofeng Xiong,Weiwei Li,Feng Yan,Xiaoliang Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:: e75286-e75286
标识
DOI:10.1002/adma.75286
摘要

ABSTRACT Supramolecular adhesives enable on‐demand detachment due to their dynamic nature. However, such behavior usually at the cost of limited adhesive toughness. To promote the intrinsic compromise between adhesive toughness and switchability, we propose a soft‐confinement‐regulated nanorod crystallization strategy to construct a supramolecular elastomer (PTA‐PCL). The amphiphilic and soft poly (thioctic acid) (PTA) matrix forms a dynamically confined interface through hydrogen bonding, directing the oriented self‐assembly of hydrophobic polycaprolactone glycol (PCL‐OH) into nanorod crystals with an aspect ratio of 4.80 and thereby reinforcing the network. Meanwhile, thermally triggered phase transitions drive mesoscale evolution, allowing the adhesion state to be tuned by the dynamic confinement interface. Benefiting from this hierarchical structural design, the PTA‐PCL film exhibited robust adhesion (1609.31 J m − 2 ), switchable debonding (83.7 J m − 2 ; switching ratio = 14.5), and high toughness (3.35 MJ m − 3 ). Molecular dynamics simulations indicated partial compatibility and strong interfacial interactions between PTA and PCL‐OH, while the synergistic coupling between interfacial enrichment and crystallization reinforcement was confirmed by low‐field solid‐state NMR. Overall, this study presents a new strategy for inducing nanorod crystallization within soft networks, and the superior switchable adhesion and interfacial toughness make PTA‐PCL a promising candidate for advanced adhesive materials.
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