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  在材料工程領域，具有負泊松比（NPR）特性的拉脹材料因其獨特的機械性能而備受關注。這類材料在拉伸時會橫向膨脹，而在壓縮時則橫向收縮，展現出優異的能量吸收能力，尤其在減震防護和沖擊吸收等應用中具有巨大潛力。然而,傳統的熱塑性泡沫和熱固性泡沫材料在制備拉脹結構和實現回收利用方面存在諸多局限。為了突破這一瓶頸，北京化工大學胡君教授團隊近期提出一種新的材料制備策略，通過在熱固性聚氨酯泡沫中引入動態二硫鍵，成功實現材料負泊松比性能與高力學性能、可回收性的有機結合（圖1）。

  在該研究中，研究團隊巧妙地將動態二硫鍵引入到聚氨酯泡沫的交聯網絡中，賦予材料獨特的動態可調控性。通過對泡沫材料進行130°C下的單向多效壓縮處理，在外力作用下動態二硫鍵發生斷裂和重組反應，誘導高分子鏈發生構象變化，使得泡沫內部的圓形開孔結構逐漸轉變為具有拉脹特性的凹角孔結構，從而獲得NPR性能。研究發現，動態二硫鍵的含量對泡沫孔結構的演變起著關鍵作用，適量的二硫鍵有利于高分子網絡發生拓撲重排，而過量或過少的二硫鍵則會抑制孔結構的有效轉變（圖2）。

圖2. 拉脹聚氨酯泡沫的力學性能及其內部孔結構變化。

圖3. 拉脹聚氨酯泡沫的形成機理及其NPR性能。

  該研究工作不僅克服了傳統熱塑性拉脹泡沫材料力學強度低、耐久性差等不足，也突破了傳統熱固性泡沫難以制備NPR結構和回收利用的瓶頸，有望推動拉脹聚合物材料在減震、防護、生物醫學等領域的實際應用，具有重要的科學意義和應用價值。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202406876