近日，橡塑模具国家工程研究中心团队在刺激响应高分子复合材料方面取得重要进展。研究成果以题为“Bioinspired multistimulus-responsive piezoelectric polymeric nanoheterostructures via interface-confined configurations”发表在国际知名学术期刊《Advanced Functional Materials》，论文的第一作者为橡塑模具国家工程研究中心硕士生崔德峰，通讯作者为刘春太教授、陆波副教授。

该研究工作旨在实现高分子复合材料多场刺激响应和性能强化，提出一种变革性“复合材料界面工程思想”，巧妙调控了高分子纤维与无机颗粒之间的多重界面相互作用（包括偶极-偶极、静电、化学键作用），不仅实现了有机高分子和无机填料之间的有效、可控组装和界面高强粘结，而且首次发现：多重界面相互作用同步引发了一种特殊的“界面纳米限域效应”，原位诱导了材料内部分子构象转变和有序化，激发了材料表面电荷重新排列，从而诱导了复合材料界面处高分子偶极子沿纤维径向择优取向、且稳定地分布于界面处，因而显著提升了外场刺激下材料极化程度和刺激响应能力。通过该新型界面工程策略，团队制备出界面稳定、分子有序的纳米异质结构化高分子复合材料，并实现了其在力、热、光等多种外场刺激下的响应能力。

该研究工作不仅解决了传统高分子复合材料制备面临的界面调控问题，主客体弱相容导致的材料界面缺陷、界面应力传输效率低等难题，而且避免了材料在退火、拉伸、极化等后处理后，因结构松弛而损失分子和偶极取向状态、界面不稳定、性能恶化等一系列问题。研究结果可为高分子复合材料多尺度界面调控、高性能化和功能化应用提供了新的思路。该研究工作得到了同行匿名评审专家的高度评价。

该研究工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、国家“111引智计划”项目的资助。

论文信息：Defeng Cui, Jie Wang, Mengxia Zhang, Tao Cheng, Nan Yue, Donghai Qiu, Bo Lu*, Binbin Dong, Changyu Shen, Chuntai Liu*. Bioinspired multistimulus-responsive piezoelectric polymeric nanoheterostructures via interface-confined configurations. Advanced Functional Materials. 2024, 2404503.

文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202404503