Органический

Природа (2023)Цитировать эту статью

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Хотя органо-неорганические гибридные материалы сыграли незаменимую роль в качестве механических1,2,3,4, оптических5,6, электронных7,8 и биомедицинских материалов9,10,11, изолированные органо-неорганические гибридные молекулы (в настоящее время ограничены ковалентными соединениями12,13) редко используются для приготовления гибридных материалов из-за различного поведения органических ковалентных связей14 и неорганических ионных связей15 в молекулярной конструкции. Здесь мы объединяем типичные ковалентные и ионные связи внутри одной молекулы, чтобы создать органо-неорганическую гибридную молекулу, которую можно использовать для восходящего синтеза гибридных материалов. Комбинация органической ковалентной тиоктовой кислоты (ТА) и неорганического ионного олигомера карбоната кальция (CCO) посредством кислотно-основной реакции образует гибридную молекулу TA-CCO с репрезентативной молекулярной формулой TA2Ca(CaCO3)2. Его двойная реакционная способность, включающая сополимеризацию органического сегмента ТА и неорганического сегмента CCO, создает соответствующие ковалентные и ионные сети. Две сети связаны между собой через комплексы TA-CCO, образуя ковалентно-ионную бинепрерывную структуру внутри полученного гибридного материала поли(TA-CCO), который объединяет парадоксальные механические свойства. Обратимое связывание связей Ca2+–CO32– в ионной сетке и связей S–S в ковалентной сетке обеспечивает перерабатываемость материала с пластической пластичностью при сохранении термической стабильности. Сосуществование керамикоподобных, резиноподобных и пластикоподобных свойств внутри поли(TA-CCO) выходит за рамки существующих классификаций материалов и позволяет создать «эластичный керамический пластик». Создание органо-неорганических гибридных молекул по принципу «снизу вверх» обеспечивает реальный путь молекулярной инженерии гибридных материалов, тем самым дополняя классическую методологию, используемую для производства органо-неорганических гибридных материалов.

Это предварительный просмотр контента подписки, доступ через ваше учреждение.

Доступ к журналу Nature и 54 другим журналам Nature Portfolio.

Приобретите Nature+, нашу выгодную подписку с онлайн-доступом.

29,99 долларов США / 30 дней

отменить в любое время

Подпишитесь на этот журнал

Получите 51 печатный выпуск и онлайн-доступ.

199,00 долларов США в год

всего $3,90 за выпуск

Возьмите напрокат или купите эту статью

Получите только эту статью до тех пор, пока она вам нужна

$39,95

Цены могут зависеть от местных налогов, которые рассчитываются во время оформления заказа.

Все соответствующие данные можно получить у соответствующих авторов по обоснованному запросу. Исходные данные приведены в статье.

Кинлох И.А., Зур Дж., Лу Дж., Янг Р.Дж. и Аджаян П.М. Композиты с углеродными нанотрубками и графеном: перспективы. Наука 362, 547–553 (2018).

Статья ADS CAS PubMed Google Scholar

Цзоу Х., Ву С. и Шен Дж. Нанокомпозиты полимер/кремнезем: получение, характеристика, свойства и применение. хим. 108, 3893–3957 (2008).

Статья CAS PubMed Google Scholar

Пикер А. и др. Мезокристаллический гидрат силиката кальция: биоинспирированный путь к эластичным бетонным материалам. наук. Адв. 3, e1701216 (2017).

Статья ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ли, С. и др. Переработка биополимеров на основе волокон как путь к устойчивому развитию. Адв. Матер. 34, е2105196 (2022).

Статья PubMed Google Scholar

Пансаре, А.В. и др. Встраивание наночастиц in situ для аутентификации эпоксидных композитов. Адв. Матер. 30, e1801523 (2018).

Статья в Академии Google

Сюй, WJ и др. Молекулярная динамика гибких полярных катионов в переменном ограниченном пространстве: к исключительным двухступенчатым нелинейным оптическим переключателям. Адв. Матер. 28, 5886–5890 (2016).