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重量仅如羽毛，却能拉动汽车！杭州团队“分子编织”造出高性能材料

一片重量仅46毫克的聚合物材料，其强度却足以提起3公斤重物；指甲盖大小的粘接面积，竟能拉动2.1吨重的汽车——这种突破传统认知的高性能材料，由浙江大学杭州国际科创中心超分子新物质创制创新工坊的科研团队研发成功。该成果通过分子层面的创新设计，实现了柔性与刚性聚合物的深度融合，为高分子材料领域开辟了全新路径。

研究团队从传统编织工艺中汲取灵感，提出以“分子编织”技术破解高分子材料制备难题。传统方法中，不同性质的聚合物因相容性差，往往难以实现性能协同，而团队通过构建不对称纠缠节点，将聚氨酯的柔性与环氧树脂的刚性在微观尺度上“编织”成一体，形成稳定的拓扑结构。这种结构如同织布时经纬线的交织，既保留了棉线的韧性，又融入了麻线的强度，最终创造出兼具高断裂伸长率（3105%）、高应力（63.3 MPa）和超高韧性（989 MJ m⁻³）的新型材料。

实验数据显示，该材料的本体性能远超传统共混或共聚产物，甚至超越了单一聚合物的极限。当其作为粘合剂使用时，搭接剪切强度达到15.1 MPa，是对照组的两倍以上。在实际牵引测试中，仅2.5厘米×1.3厘米的粘接面积便成功拉动2.1吨汽车，且在路面颠簸中保持稳定，未出现脱粘现象。这一表现颠覆了人们对轻质材料强度的认知，为高性能胶粘剂、结构材料等领域提供了革命性解决方案。

研究团队设计了“三步走”策略：首先合成带三齿配位点的柔性聚氨酯链作为“经线”；随后利用钯离子作为“智能梭子”，与单齿配位点结合形成不对称节点；最后引入环氧树脂链作为“纬线”，完成分子层面的精密编织。这一过程如同从简单混合棉花与麻絮，升级为精准控制经纬线的织布工艺，最终构建出具有稳定结构的全新材料。

该成果已发表于国际顶级期刊《自然·材料》，其核心价值在于提供了定制化高分子材料的通用方法。通过调整纠缠节点的设计，未来可整合任意性能互补的聚合物（如导电与导热、弹性与刚性），实现材料性能的按需定制。这种从“单一材料”到“材料系统”的思维转变，将释放未来材料设计的巨大潜力。

据悉，该研究是科创中心与浙江之江有机硅公司产学研合作的典型案例。团队以市场需求为导向，将基础研究转化为实际技术储备，不仅提升了企业在高性能胶粘剂领域的竞争力，更验证了产学研深度协同对产业创新的推动作用。这种从微观分子设计到宏观产品应用的跨越，正为新材料产业注入新的活力。