01 背景

有一对矛盾，高分子科学家追了上百年：强度和韧性，几乎总是此消彼长。

想把弹性体做硬、做结实，链段一动就被锁死，一拉就脆断；想让它韧、让它能吸收能量，网络就得松，强度立刻掉下来。柔性装甲、航空航天结构、生物医学植入体——这些最需要"又强又韧"的场景，恰恰最受这条规律的掣肘。

热塑性聚氨酯弹性体（TPUEs）微相分离结构可调、加工性优异，一直被视为最有希望突破这一权衡的候选体系。但常规 TPUE 本质上是线性或弱支化结构，天然被困在零和博弈里。

已有的四条破局思路，各自撞上了天花板：

症结其实很统一：这些策略都在"调整相互作用"，却没有人刻意去构建一个高效多尺度能量耗散所需的三维网络。只要网络拓扑不变，强度与韧性就只能在同一条曲线上前后滑动。

而木质素，几乎是为此而生的：刚性三维骨架、高密度羟基、π 共轭基元——它可以同时扮演多臂交联剂、硬段和超分子相互作用节点三个角色。遗憾的是，此前它主要被用于紫外屏蔽和光热，属于"大材小用"。

02 成果

[生物基科技] 获悉，9月15日，东北林业大学于海鹏教授、刘永壮教授团队通过将富含羟基的木质素多元醇作为空间分布的动态扩链剂引入TPUE基质，成功解决了这一挑战。相关论文以“Lignin-dynamic networks break the strength–toughness trade-off in thermoplastic elastomers”为题，发表在Nature Communications上。

团队发出与传统线性或支化扩链剂不同，木质素刚性的芳香骨架和丰富的羟基可作为多功能节点，同时增强微相分离并建立多级动态氢键网络。在10 mol%的最佳木质素添加量下，所得材料实现了127.7 ± 9.52 MPa的拉伸强度和1.43 ± 0.11 GJ m⁻³的韧性——代表了迄今为止聚氨酯弹性体所报道的最高综合性能。

此外，所得材料可作为纤维增强复合材料的高性能基体，在提供优异损伤容限的同时实现闭环可回收性。这些发现确立了一种可推广的生物芳香网络工程策略，能够有效克服热塑性弹性体中的强度-韧性权衡，从而为下一代防护与结构材料开辟了一条可持续路径。

03  研究进展

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