弹性体是推动人类社会和技术进步不可或缺的材料，其在可拉伸电子，软体驱动器和医疗材料等新兴领域有着广阔的应用前景，因此，开发具有优异力学性能的弹性体受到了广泛关注。环结构是交联聚合物网络中普遍存在的拓扑结构，通常由聚合物链折叠而成。多数情况下，聚合物体系中的环结构被视作是弹性缺陷，不利于材料的机械性能。因此，利用富含环结构的网络制造强韧的弹性体是一项重大挑战。

近日，国科温州研究院李涛研究员与上海交通大学颜徐州研究员合作，报道了一种由双苯并-24-冠-8（DB24C8）冠醚环构建的共价聚合物网络(CCN)。与由传统线性链组成的共价聚合物网络（LCN）相比，CCN表现出显著增强的机械性能，包括优越的拉伸性、强度和韧性。

与聚合物网络中其它类型环结构类似，DB24C8表现出相当大的构象灵活性。同时，相对较小尺寸和刚性的冠醚环上的苯环结构确保了特定构象如“椅式”和“船式”的稳定性。CoGEF模拟揭示了DB24C8冠醚环在受力状态下的构象变化，明晰了冠醚环构象转变与CCN力学性能之间的关系。

CCN优异的机械性能归因于DB24C8冠醚环所带来的两个关键特征：首先，CCN在循环拉伸和应力松弛实验中显示出显著的耗散特性；此外，应力松弛和流变实验揭示了与熵依赖效应相关的热力学性质。结果表明，DB24C8冠醚环在外力作用下的构象变化既参与了能量耗散机制，也参与了熵驱动的增韧机制，两者共同作用增强了材料的力学性能。此外，通过引入客体分子(如钾离子和二级铵盐)与DB24C8结合进一步调节了CCN网络的力学性能，从而实现网络的后功能化与性能调控能力。

在该工作中，合作团队证明了冠醚环结构可用来改善弹性体的机械性能，这一发现不仅加深了对高分子物理新现象的理解，而且为开发高韧性、快恢复共价聚合物网络提供了新思路。