智能柔性电子设备的繁荣发展，不仅要求相关材料展现出良好的可形变、高韧性、可循环等机械性能，也要求材料的生产、使用、回收过程对环境绿色友好。然而，目前所用的绝大部分高分子材料属于非生物基材料，对环境保护带来压力，预计在2050年不可降解的电子电气垃圾将达到1亿吨。因此亟需发展基于绿色可回收高分子的电子产品。聚乳酸（polylactic acid, PLA）作为生物基高分子材料中的佼佼者，以其生物原料来源广泛、生产技术成熟、高模量、高强度等优点著称。但对于制备柔性器件而言，PLA的高脆性成为其致命缺点。因此，对聚乳酸进行增韧势在必行。聚乳酸增韧的常见策略包括与聚合物弹性体物理共混、与柔性分子链共聚以及引入一些弹性配对物，这些策略在增韧的同时，往往也使复合材料的强度以及模量大幅度降低。另外，常见的柔性电子器件基底由具有高应变回复能力的弹性体所组成，它们在外力卸载后易回复原状，不利于某些机能的保持。因此，新加坡国立大学材料科学与工程系何超斌教授团队有针对性的设计了一种具有核壳结构的生物基增韧剂，不仅大幅度提高聚乳酸的韧性（断裂能提高15倍），还能保持其模量与纯聚乳酸一致（>3 GPa）。该研究成果以《Bend, Twist, and Turn: First Bendable and Malleable Toughened PLA Green Composites》为题发表在最新一期的Advanced Functional Materials杂志上（DOI: 10.1002/adfm.202001565）。

1. 增韧剂的结构：核壳结构生物基增韧剂如图1所以。作者选用生物基材料PHB为核，具有很好的韧性，通过开环聚合在PHB上共聚d-LA和ε-CL单体，使其具有高强度的外壳，且与聚乳酸表现出良好的界面相互作用，提高其相容性，使增韧效果进一步增加。

图1. (A) 酸催化法合成PHB-PLA-PCL共聚物的技术路线；(B,C) PHB-mono以及PHB-PLA-PCL共聚物的1H NMR光谱。2. 增韧机理：该增韧剂一方面对PLA具有促进结晶的作用，将PLA的结晶度从0.78 %提高至39.68 %，结晶度的提高有利于PLA保持较高的强度和模量；另一方面，刚性外壳容易使PLA基体产生大量的银纹和空穴，消耗能量；第三，增韧剂降低了PLA的玻璃化转变温度，有利于PLA在承受载荷时发生大量塑性变形，结果如图2和图3所示。

图2. (A,B)样品拉伸断裂横截面的SEM照片; (C)各组分样品的SAXS 2D图案和1D曲线。(i) PLA; (ii) PLA-2.5 wt%; (iii) PLA-5.0 wt%; (iv) PLA-10 wt%。

图3. PLA-10 wt% 样品在形变前（A）和形变后（B）是SAXS曲线及SEM照片；（C）内部植入铜导线的柔性导体在不同形变时候的导电性结果照片。此外，通过将铜导线植入纯PLA及PLA-10 wt% 样品，对比发现纯PLA无法进行复杂的形状改变，且容易脆断，使导电通路中断；PLA-10 wt% 样品表现出极好的可形变能力，在外力作用下可进行复杂的形状改变过程，而不会造成导电通路的中断，且该形状能够长时间的保持，为将来绿色可降解型柔性电子器件的发展提供了新的思路。该论文第一作者为新加坡国立大学材料科学与工程系的C. C. Y. Jayven博士，新加坡IMRE的Zibiao Li教授和新加坡国立大学的Chaobin He教授为共同通讯作者。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202001565来源：高分子科学前沿声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！

微信加群：“高分子科学前沿”汇集了20万高分子领域的专家学者、研究/研发人员。我们组建了80余个综合交流群（包括：教师群、企业高管群、硕士博士群、北美、欧洲等），专业交流群（塑料、橡塑弹性体、纤维、涂层黏合剂、油墨、凝胶、生物医用高分子、高分子合成、膜材料、石墨烯、纳米材料、表征技术、车用高分子、发泡、聚酰亚胺、抗菌、仿生、肿瘤治疗）。添加主编为好友（微信号：MaterialsFrontiers，请备注：名字-单位-职称-研究方向）或长按二维码添加小编为好友，邀请入群。添加 小编 微信（务必备注：名字-单位-职称-研究方向）邀请您入讨论群

（ 微信二维码 扫码添加）

我们的微博：高分子科学前沿，欢迎和我们互动。我们的QQ交流群：451749996（务必备注：名字-单位-研究方向）投稿 荐稿 合作：editor@polysci.cn