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Dynamic polymeric materials via hydrogen-bond cross-linking: Effect of multiple network topologies
Progress in Polymer Science ( IF 26.0 ) Pub Date : 2024-09-24 , DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2024.101890 Yuting Ren, Xia Dong
Progress in Polymer Science ( IF 26.0 ) Pub Date : 2024-09-24 , DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2024.101890 Yuting Ren, Xia Dong
Hydrogen bonds (H-bonds) exhibit excellent reversibility, high orientation, and flexible designability among all dynamic non-covalent bonds (DNBs). Herein, the effect of multiple network topologies (including single/double/triple cross-linked networks) in H-bond based dynamic polymeric materials (DPMs) is summarized with the structural design strategies and molecular mechanisms. Additionally, their potential applications in improving mechanical properties, self-healing capabilities, and biomedical fields are also presented in this paper. The first part introduces the basic design principle of single physically cross-linked networks formed by H-bonds. Influenced by the low mechanical strength of H-bonds, the tunability and designability of single H-bonded networks are limited. The second part focuses on the double cross-linked networks via H-bonds and other dynamic interactions, the strategy of exploiting the synergistic enhancement of double networks can improve the comprehensive performance of materials considerably. Then, the third and fourth parts briefly introduce the research progress of triple cross-linked networks and the biomedical applications of H-bond based DPMs. Finally, the development trend of H-bond based DPMs is predicted based on the above groundbreaking and representative research results.
中文翻译:
通过氢键交联的动态聚合物材料:多网络拓扑结构的影响
氢键 (H-bonds) 在所有动态非共价键 (DNB) 中表现出优异的可逆性、高取向性和灵活的可设计性。本文总结了基于 H 键的动态聚合物材料 (DPM) 中多种网络拓扑结构(包括单/双/三交联网络)的影响,并介绍了结构设计策略和分子机制。此外,本文还介绍了它们在提高机械性能、自愈能力和生物医学领域方面的潜在应用。第一部分介绍了由 H 键形成的单个物理交联网络的基本设计原理。受 H 键低机械强度的影响,单个 H 键合网络的可调性和可设计性受到限制。第二部分重点介绍通过 H 键和其他动态相互作用的双交联网络,利用双网络的协同增强策略可以显着提高材料的综合性能。然后,第三部分和第四部分简要介绍了三重交联网络的研究进展以及基于 H-bond 的 DPM 的生物医学应用。最后,根据上述开创性和代表性的研究结果,预测了基于 H 键的 DPM 的发展趋势。
更新日期:2024-09-24
中文翻译:
通过氢键交联的动态聚合物材料:多网络拓扑结构的影响
氢键 (H-bonds) 在所有动态非共价键 (DNB) 中表现出优异的可逆性、高取向性和灵活的可设计性。本文总结了基于 H 键的动态聚合物材料 (DPM) 中多种网络拓扑结构(包括单/双/三交联网络)的影响,并介绍了结构设计策略和分子机制。此外,本文还介绍了它们在提高机械性能、自愈能力和生物医学领域方面的潜在应用。第一部分介绍了由 H 键形成的单个物理交联网络的基本设计原理。受 H 键低机械强度的影响,单个 H 键合网络的可调性和可设计性受到限制。第二部分重点介绍通过 H 键和其他动态相互作用的双交联网络,利用双网络的协同增强策略可以显着提高材料的综合性能。然后,第三部分和第四部分简要介绍了三重交联网络的研究进展以及基于 H-bond 的 DPM 的生物医学应用。最后,根据上述开创性和代表性的研究结果,预测了基于 H 键的 DPM 的发展趋势。