超拉伸聚合物在安全防护、软体机器人、生物医疗器件和柔性能源系统等领域具有重要应用前景。然而，高力学强度与超高延展性之间通常存在内在矛盾：柔性分子链和较低的交联密度有利于实现大幅度形变，却往往导致承载能力不足；提高交联密度虽可增强聚合物，却会限制分子链运动，进而牺牲其拉伸性。此外，极端拉伸条件下的局部应力集中容易诱发裂纹发生与扩展，最终导致材料断裂，进一步制约其服役可靠性。因此，如何突破强度与拉伸性之间的结构制约，并在极端形变过程中有效抑制应力集中与裂纹扩展，从而协同实现超高拉伸性、高力学强度和优异耐损伤性，是高性能聚合物设计亟待解决的关键科学问题。

针对上述挑战，袋鼠影视 孙俊奇教授团队提出了一种脲基氢键与疏水相互作用协同的可逆交联策略，通过双氨基封端聚丙二醇、4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯和4,4′-亚甲基双（2,6-二乙基苯胺）的聚合反应，制备了超拉伸聚合物SSPs，其具有卓越的综合力学性能。在室温、30%相对湿度和100 mm min⁻¹的拉伸速度下，SSPs首先可拉伸至初始长度的约300倍而不断裂。令人惊叹的是，在此基础上进一步实施第二步拉伸，其相对于初始长度的总拉伸倍率可达到100,000倍，材料仍未发生断裂。SSPs的理论拉伸倍率甚至可达到580,000倍。即使将拉伸速度提高至1000 mm min^-1，SSPs仍可伸长至初始长度的82倍。除超高拉伸性外，SSPs还表现出卓越的抗裂纹扩展和耐损伤能力。带有预制切口的样品在应变达到300 mm mm⁻¹时仍未发生断裂，且裂纹未进一步扩展，其断裂能超过374.8 kJ m⁻²，表明该材料即使在存在严重缺陷的情况下仍能承受极端变形。进一步地，研究团队将SSPs制备成高空缓降绳索，概念验证了其在安全防护领域的应用潜力。初始长度仅20 cm、直径2 cm的SSP绳索，可承载一名65 kg的成年人从7.0 m高处平稳下降。更值得注意的是，即使在绳索上预制深度约为其直径三分之一的切口，绳索仍能够完成相同高度的安全缓降，且裂纹在整个过程中没有进一步扩展，充分展现了SSPs在严重结构缺陷和大变形条件下仍保持可靠承载与损伤容限的能力。

研究团队进一步结合单分子力谱、粗粒化分子动力学模拟、密度泛函理论计算和流变学测试，揭示了SSPs独特力学性能的分子机制。在拉伸过程中，脲基氢键持续发生动态“断裂—重组”，使聚合物链能够不断滑移，从而赋予材料超高拉伸性。与此同时，随着分子链逐渐取向，部分双重脲基氢键发生重排，形成结合能更高的四重氢键，从而进一步稳定高度拉伸状态下的聚合物网络。流变学研究进一步表明，当变形较慢时，可逆交联点能够充分解离和重组，使分子链通过滑移实现极端伸长；当变形速度超过分子链松弛速率后，分子链快速取向并诱导氢键强化，材料表现出显著的应变硬化。高度拉伸区域由此优先增强，并促进应变向变形程度较低的区域重新分配，有效抑制裂纹扩展和宏观断裂。即使在55 ℃下，SSPs在33.6 mm mm^-1应变时仍可保持35.0 MPa的真实拉伸应力。这种分子链滑移、动态氢键重组和应变硬化之间的协同作用，是SSPs兼具超高拉伸性、高强度和优异耐损伤性的关键。

得益于氢键的动态可逆性，SSPs还表现出优异的自修复与再加工性能。完全切断的样品在室温下自修复24 h后，力学性能可基本恢复至初始水平。值得注意的是，无论是毫米级材料碎片，还是经历极端拉伸后形成的SSP纤维，均可在80 ℃、4 MPa条件下热压10 min，重新加工成完整片材。再加工后的材料仍保持与原始SSPs基本一致的力学性能，且这一过程可至少重复三次，体现出优异的循环再加工能力。

综上，该研究通过脲基氢键与疏水相互作用协同构筑动态可逆交联聚合物网络，实现了可逆交联聚合物100,000倍的超高拉伸倍率，并兼具高强度、卓越耐损伤性和显著应变硬化行为，同时赋予材料自修复、再加工和规模化制备潜力。该工作突破了传统聚合物中长期存在的强度—拉伸性之间的矛盾，为开发高可靠性、可持续的极端可变形材料提供了新的设计思路。相关研究成果以“Reversibly Cross-Linked Damage-Tolerant Polymers Breaking the Strength-Stretchability Trade-Off”为题发表在《Advanced Materials》。袋鼠影视 超分子结构与材料全国重点实验室孙俊奇教授为论文通讯作者，博士生李健为论文第一作者。本研究得到国家自然科学基金原创探索计划项目支持。

文章链接：//advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.74424