近日，课题组在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上发表题为Strong, Tough, and Transparent Poly(vinyl alcohol) Nanocomposites Enabled by Cross-Linkable Elastomeric Nanoparticles的研究论文。聚乙烯醇（PVA）是一种具有优异生物相容性、成膜性和高强度的高分子材料，广泛应用于包装、纺织、医药和食品等领域。然而，PVA的脆性较大，往往需要对其进行增韧改性。传统增韧改性策略如添加弹性体，虽然能够有效提升PVA的韧性，但也势必会使其强度大幅损失。制备兼具高强度、高韧性的PVA材料仍然是当下的重要难题和挑战。基于此，本研究通过乳液聚合制备了一系列粒径、可交联组分含量不同的共聚物纳米颗粒（PBMM）乳液，然后将乳液与PVA溶液直接共混制备得到了高性能PVA复合薄膜。研究发现，仅添加近8.33 wt%的可交联PBMM纳米颗粒即可大幅提升PVA的韧性，断裂伸长率由20%增至190%；另外，PBMM的加入不仅没有降低PVA的强度，甚至还显著增强PVA，其屈服强度由89.7 MPa跃至94.8 MPa，韧性从14.1 MJ/m³提升至158.7 MJ/m³。机理分析表明，强度的提升主要归功于PBMM表面硅羟基和PVA羟基之间的界面化学反应。此外，PVA/PBMM复合薄膜在具有高强度、高韧性的同时，兼具高透明和高热稳定性，且在阳光下由于瑞利散射效应可观察到淡蓝色现象。本工作为兼具高强度、高韧性及高透明PVA复合材料的设计与开发提供了新思路。

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材化学院2023级硕士研究生王永强为第一作者，课题组李勇进教授和博士后杨鑫为共同通讯作者。此项工作受到了国家自然科学基金（No.52503083）、浙江省高层次人才特殊支持计划（2022R51008）以及杭州师范大学科研创新团队项目（No.TD2025004）的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acsami.5c25682