近日，陜西科技大學“生物質(zhì)化學與材料院士創(chuàng)新團隊”熊傳銀副教授及其研究小組報道了一種負載NiS/Ni的天然木材基復合材料（CLFW@Ni-NiS）同類玻璃高分子（Vitrimers）結合，利用Vitrimers兼具傳統(tǒng)熱塑性和熱固性聚合物的雙重特性，賦予了新型生物質(zhì)炭基儲能材料高強度、可塑形、自修復和形狀記憶等特性，同時實驗證明Vitrimers的引入能一定程度上改善了材料的電化學循環(huán)性能。論文的設計思路新穎，極大地拓寬了生物質(zhì)材料的應用范圍，也為不同學科的交叉融合發(fā)展提供了新的探索性嘗試。
神奇添加劑?
Vitrimers是目前一種新興的材料，以往的酯交換反應一般需要催化劑，而本文中的Vitrimers僅僅需要加熱就可制備，利用酯交換反應在舊鍵斷裂的時形成新鍵，結合了熱塑性材料與熱固性材料的優(yōu)點，并且不破壞材料整體的交聯(lián)密度。
Vitrimers助力天然多孔木材基復合材料
木材先天的多孔結構及負載其中的花狀NiS納米纖維間交織形成的后天孔結構，為電子提供了大量的儲存空間和快速傳輸渠道，有利于獲得高的能量和功率密度。然而，碳化的木材基復合材料往往易脆和掉粉，嚴重影響其電化學循環(huán)穩(wěn)定性和使用壽命，極大地限制了其應用范圍。Virimers作為添加劑，其網(wǎng)狀交聯(lián)結構能夠有效阻止電極材料（尤其粉體）在儲能過程中顆粒的脫落，從而大幅改善碳化的木材基復合電極材料的循環(huán)穩(wěn)定性和使用壽命。
Vitrimers-木材基復合材料由于木材的天然多孔道結構和金屬納米粒子的引入，賦予了該復合材料良好的ORR和傳感特性。
Vitrimers的加入使得木材基復合多功能材料具有良好的可塑形、形狀記憶和自修復特性，這一現(xiàn)象主要是由于羥基與氨基在斷裂處發(fā)生快速而有效的酯交換反應，可以使裂縫之間迅速形成共價鍵，從而達到可塑形、形狀記憶和自修復的效果。
該研究的最大意義在于巧妙的利用生物質(zhì)材料的先天多孔性和制備的花狀結構的NiS納米纖維所形成的后天孔及NiS的高贗電容特性和Ni納米粒子良好的ORR特性，通過這些組份的協(xié)同作用獲得了具有優(yōu)異的儲能、催化和傳感特性的木材基復合材料。進一步，通過引入類玻璃高分子Vitrimers賦予多功能木材基復合材料良好的可塑形、形狀記憶和自修復特性。該工作對于生物質(zhì)基多功能材料的開發(fā)和應用有著重要的啟示作用和參考價值。
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https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2020/ta/d0ta03664a
