当前主流FDCA聚酯——聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）和聚呋喃二甲酸丙二醇酯（PPF）虽具备高强度与优异阻隔性，却极度脆性；而聚呋喃二甲酸丁二醇酯（PBF）虽韧性突出，强度与阻隔性又显不足。这种难以调和的"强度-韧性-阻隔性"三角矛盾，严重制约了FDCA聚酯的实际应用。

受珍珠母贝生物矿化过程启发，中国科学院宁波材料所朱锦研究员团队王静刚教授级高工、路伟研究员团队提出"纳米受限结晶"策略，成功制备出仿生伪矿化聚酯（PMP）。

该材料通过大尺寸氮化硼纳米片（BNNS）作为层状模板，诱导PBF聚酯原位生长并发生纳米受限结晶，形成高度取向的"有机-无机"交替多层结构。

这种设计实现了"原位取向-纳米受限结晶-多重能量耗散"的协同强化机制，使PBF基复合材料同步获得超高拉伸强度（≈92 MPa）、韧性（≈105 MJ/m³）以及氧气阻隔性（提升5倍），为生物基高性能塑料替代开辟新路径。

该成果以“Overcoming Strength-Toughness Trade-off ofFurandicarboxylic Acid-Based Polyester viaNanoconfned Crystallization”为题，发表在《ACS NANO》上。

传统生物矿化策略依赖有机模板诱导无机晶体（如碳酸钙）生长，但高填料含量（>50 wt%）限制了其在低密度聚酯中的应用。

本研究创新提出"有机伪矿化"概念：以二氧化钛修饰的氮化硼纳米片（TiO₂@BNNS）为模板，在熔体流场中诱导PBF有机晶体外延结晶。

所得PMP薄膜（0.2 wt%填料）呈现与天然珍珠母相似的层状结构，但有机相占比高达99 wt%，成功逆转传统复合材料组成。

优化后的PMP（0.2 wt%填料）拉伸强度达92 MPa、模量3.1 GPa、韧性105 MJ/m³，较纯PBF分别提升104%、138%和24%。

其层状结构与高结晶度协同作用，使性能全面超越商用PET（强度92 vs 60 MPa，韧性105 vs 42 MJ/m³）。

高度取向的层状结构赋予PMP卓越阻隔性：氧气渗透率低至0.012 barrer，较PBF提升5倍。

Cussler模型计算表明，实际阻隔性能甚至优于完全取向的理论预测。

其氧气、水蒸气阻隔性均优于多数工程塑料。MD模拟显示自由体积减小，而TiO₂@BNNS的本征紫外吸收使PMP具备80% UVB和60% UVA屏蔽能力，为食品、药品包装提供理想选择。

该研究通过仿生纳米受限结晶策略，首次在单一FDCA聚酯体系中协同攻克强度、韧性与阻隔性的矛盾。所开发的PMP复合材料性能超越传统生物基材料及工程塑料，且兼具抗紫外老化特性。这项技术为设计可持续高性能塑料提供了全新范式，有望在包装与工程领域加速石化塑料替代进程。

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