記者1月26日從天津大學獲悉，該?；W院汪懷遠教授團隊通過分子結構設計創(chuàng)新，成功研發(fā)出一種兼具耐高溫、高強韌性和可回收特性的新型環(huán)氧樹脂，破解了該材料長期困擾行業(yè)的性能“蹺蹺板困境”。相關研究成果近日發(fā)表在國際期刊《先進材料》上。

環(huán)氧樹脂因其優(yōu)異的黏接性能、機械強度和耐化學腐蝕性，被廣泛應用于航空航天、新能源等戰(zhàn)略性領域，是現代高端制造中不可或缺的關鍵材料。在我國，環(huán)氧樹脂還是風電葉片制造的重要基材。然而，隨著風電設備逐步進入退役期，每年約有5800噸環(huán)氧樹脂復合材料廢棄物產生，目前主要依賴填埋或焚燒處理。

環(huán)氧樹脂循環(huán)再利用難題主要在于：傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂固化后形成三維網絡結構，高強度、高耐熱性與韌性、可加工性始終難以兼顧。這不僅限制了其在極端環(huán)境中的應用，更成為高端環(huán)氧樹脂國產化與綠色化的核心瓶頸。

研究團隊從分子設計源頭入手，在傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂的剛性網絡中巧妙地植入了可逆的“酸堿離子對”。這些離子對在材料中既是吸收沖擊能量的“微型減震器”，又是能在高溫下啟動鍵位重組的“智能催化劑”。這種設計使新材料在保持超高強度和耐熱性的同時，斷裂韌性達到了8.2兆焦耳每立方米。相比市售高端環(huán)氧樹脂材料，新材料的耐熱性提高了約15%，而斷裂韌性則提升了近3倍。在保持這些優(yōu)異性能的同時，新材料還具備傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂所缺乏的自修復能力和可回收性。

“我們首次在如此高性能的熱固性環(huán)氧樹脂中實現了形狀可編程及化學降解?！蓖魬堰h表示，“實驗表明，這種材料可以多次再加工和物理回收，而性能下降不超過10%。”這打破了傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂“一次固化即永久定型”的局限。

基于獨特性能，團隊通過簡單熱壓印工藝，成功制備出超疏水、高導熱復合涂層——水接觸角接近150度，添加氮化硼填料后導熱系數顯著提升，可解決5G基站、高性能芯片的散熱痛點，為“雙碳”目標下高端材料產業(yè)升級提供支撐。