Weak Bonds in a Biomimetic Adhesive Enhance Toughness and Performance

化学 胶粘剂 延展性(地球科学) 韧性 粘结强度 乙二醇 聚合物 氢键 复合材料 纳米技术 有机化学 蠕动 分子 材料科学 图层(电子)
作者
Michael G. Mazzotta,Amelia A. Putnam,Michael North,Jonathan J. Wilker
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (10): 4762-4768 被引量:207
标识
DOI:10.1021/jacs.9b13356
摘要

Developing future high performance adhesives is predicated upon achieving properties including strength and ductility. However, designing tough materials that are simultaneously strong and soft is usually contradictory in nature. Biological materials including shells and wood achieve impressive toughness by using weak bonds to connect larger structures at several length scales. Here, we show that this toughness design approach can be applied to synthetic adhesives. A biomimetic adhesive polymer, poly(catechol-acrylic acid), was examined in conjunction with several compounds containing two organic functional groups. In a typical example, the diol ethylene glycol decreased the overall system modulus. Performance was seen to increase significantly. Spectroscopic and physical methods indicated that these bifunctional additives created an interpolymeric network of weak hydrogen bonds. Material toughness was enhanced when breakable bonds were available to dissipate mechanical stresses while leaving the surrounding matrix intact. These discoveries illustrate how a biological materials strategy of interplay between strength and ductility can be achieved with sacrificial bonds in an adhesive. Such an approach may be a general principle applicable to designing higher performance electronics, transportation, and aerospace systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
沉静的傲柏完成签到 ,获得积分10
2秒前
咎青文完成签到,获得积分10
3秒前
lyra1111完成签到,获得积分10
5秒前
趙途嘵生完成签到,获得积分10
8秒前
朴实雨竹完成签到,获得积分10
14秒前
啊啊啊啊啊啊啊完成签到,获得积分10
16秒前
neufy完成签到,获得积分10
18秒前
Skywalk满天星完成签到,获得积分10
21秒前
猕猴桃完成签到 ,获得积分10
21秒前
ri_290完成签到,获得积分10
21秒前
waveless完成签到,获得积分10
22秒前
Abu Bakr完成签到,获得积分10
23秒前
知行完成签到,获得积分0
24秒前
纪靖雁完成签到 ,获得积分10
24秒前
冷酷太清完成签到,获得积分10
25秒前
一笑发布了新的文献求助20
25秒前
欣慰外套完成签到 ,获得积分0
26秒前
yaomax完成签到 ,获得积分10
27秒前
Wang_Joff完成签到,获得积分10
28秒前
tyccc完成签到,获得积分10
40秒前
Dreammy完成签到,获得积分10
43秒前
一一完成签到,获得积分10
45秒前
斯文凡旋完成签到,获得积分10
46秒前
小锦鲤完成签到 ,获得积分10
46秒前
OK完成签到,获得积分20
49秒前
cyh完成签到 ,获得积分10
50秒前
徐梦曦完成签到 ,获得积分10
51秒前
51秒前
华东小可爱完成签到,获得积分10
54秒前
从今天开始温柔完成签到 ,获得积分10
55秒前
中岛悠斗完成签到,获得积分10
56秒前
1437594843发布了新的文献求助10
58秒前
陌未茗完成签到 ,获得积分10
59秒前
111完成签到 ,获得积分10
59秒前
songliyan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
sijinly完成签到 ,获得积分10
1分钟前
开心小鸭子完成签到,获得积分10
1分钟前
彪悍的熊猫完成签到,获得积分10
1分钟前
Dream完成签到 ,获得积分10
1分钟前
阿苗完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nine new races of Peronospora manshurica found on soybeans in the Midwest 1000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Eudora Welty and Modern Media 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7772639
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9314839
关于积分的说明 20340217
捐赠科研通 7358047
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3317000
关于科研通互助平台的介绍 2465552
邀请新用户注册赠送积分活动 2331977