四川大学「国家级青年人才」团队，唯一通讯单位新发Nature子刊！

第一作者：Xin Yang

通讯作者：张新星

通讯单位：四川大学

张新星，四川大学研究员，入选国家级青年人才计划，国家重点研发计划项目负责人，四川省杰青。主要从事高分子材料高性能化与功能化，绿色回收与再制造等方面的研究工作。主持国家重点研发计划项目1项、国家自然科学基金5项、省级科技重大专项等项目20余项，在Nat. Commun., Adv. Mater., Angew. Chem.等期刊发表SCI论文110余篇，他引8000余次，8篇论文入选ESI高被引论文。（来源：https://scce.sjtu.edu.cn/index_xsrl/3832.html）

论文速览

具有超高强度的多孔材料对于航空航天、汽车和建筑应用是非常理想的。然而，由于金属泡沫的苛刻加工和聚合物泡沫固有的低强度，两者都难以满足结构泡沫可扩展发展的需求。

本论文提出了一种新型的超分子金属泡沫（Supramolecular Metallic Foam, SMF），该材料通过利用核壳纳米结构的液态金属（Liquid Metals, LMs）与高密度的金属-配体配位及氢键相互作用连接而成。

这种SMF在零下温度下保持液态以避免泡沫加工过程中的应力集中，展现出超高强度和可持续的可回收性。SMF具有约489.68 kN m kg⁻¹的超高强度，是铝泡沫和聚氨酯泡沫的5倍和56倍，同时具有281.23 kN m kg⁻¹的比模量，能够承受汽车重复载荷。此外，由于高密度界面超分子键合，生命周期结束的SMF可以通过简单的水处理重新加工成增值产品，如纤维和薄膜，为塑料环境风险提供了可持续的解决方案。

图文导读

图1：SMFs的化学结构、设计理念和可回收性。

图2：超分子网络的表征。

图3：SMF的机械性能。

图4：可回收性表征。

总结展望

本研究成功开发了一种具有超高强度和可持续回收性的超分子金属泡沫材料。该材料不仅在轻量化和机械性能方面具有显著优势，而且在环境可持续性方面展现出巨大潜力。通过简单的水处理，可以将其转化为高附加值产品，如纤维和薄膜，从而减少了塑料废弃物对环境的影响。这种材料的设计理念为未来轻质多孔结构材料的开发提供了新的方向，并为塑料环境风险的可持续解决方案铺平了道路。

文献信息

标题：Supramolecular metallic foams with ultrahigh specific strength and sustainable recyclability

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-49091-6