该课题组通过将含有四重氢键的2-脲基-4-嘧啶酮(UPy)基序引进到聚合物骨架中，与锌离子进行配位，成功合成了一系列新式超分子聚氨酯。依靠优化的分级氢键和金属-配体配位键的协同增强作用，取得的超分子聚氨酯弹性体表现出优异的拉伸强度（~14.15 MPa）、超卓的耐性（47.57 MJ m-3）以及超高的杨氏模量（~146.92 MPa）（图1）。得益于合理的分子规划、聚合物链的高迁移率以及两层超分子相互作用的协同效应，其机械功能远远优于从前报导的室温自愈资料。计算结果和实验剖析标明，其优异的力学功能主要有以下原因：分级氢键相互作用（单、双、四重氢键）不仅可完成开裂后的快速重组，还可作为较弱的非共价键以有效地耗散能量，赋予弹性体强大的自愈才能和高拉伸性；由锌离子与UPy基团络合而成的Zn-UPy配位键更是作为较强的非共价键，有助于构成强大的物理交联网络，然后显著增强自修复弹性体的机械强度（图2）。该成果以Room-temperature self-healing supramolecular polyurethanes based on the synergistic strengthening of biomimetic hierarchical hydrogen-bonding interactions and coordination bonds 为题宣布在 Chemical Engineering Journal 上。
别的，研究人员将含有两层动态共价键的扩链剂引进聚氨酯内，取得了具有形状回忆与自修复功能的高强高韧热固性聚氨酯资料。该作业使用刚性单元与交联结构完成了聚氨酯的高强度，而聚氨酯内部的氢键赋予了资料优异的耐性。相关成果宣布在Polymer Chemistry上。
近日，研究人员将含有刚性单元与可构成大量氢键的小分子引进聚氨酯系统，成功制备了兼具超高强度、超高耐性和抗疲劳的聚（脲-氨酯）资料（PUU）。得益于硬链段之间的氢键相互作用、刚性单元的增强和与软链段构成的微相别离结构，该资料在拉伸过程中氢键不断解离与重组以耗散能量，使得其极具耐性，而刚性单元则有助于提高资料强度。
研究人员使用二维红外剖析测验证明了多重氢键的存在，小角散射结果证明了微相别离结构的构成。其中，DPUU-2000资料具有最佳拉伸功能，拉伸强度可达84.2 MPa、开裂伸长率为925.6%、耐性为322.8 MJ m-3（图3）。别的，通过原位拉伸小角散射证实，资料在拉伸过程中因为氢键的解离破坏了资猜中的微相别离结构，在资料加热康复后，氢键的重组使得资料的微相别离结构重新构成（图4）。借助于硬链段作为固定相与软链段作为可逆相，该资料具有形状回忆的特性，可在-40℃时暂时固定形状，在30℃时康复原始形状。
此外，因为发光簇在氢键作用下的集合，使得该资料在紫外光照射下激宣布蓝色荧光即具有簇聚发光现象（图5）。该研究成果以 Molecularly engineered unparalleled strength and super toughness poly(urea-urethane) with shape memory and clusterization-triggered emission为题宣布在 Advanced Materials 上。