相比于均质homogeneous材料，具有将软和硬材料域与合并界面coalesced interfaces相结合的分级结构材料，具有优越的综合性能。在合成材料中，这些架构是通过3D打印等确定性制造策略实现的，这需要在整个过程中，实现了先验设计和主动干预，以实现跨越多个长度尺度的结构。
近日，美国 伊利诺伊大学香槟分校 (University of Illinois - Urbana - Champaign) Justine E. Paul，Nancy R. Sottos等，在Nature上发文，利用正面光聚合（Frontal photopolymerization)自旋模式动力学，自主制造了具有多尺度组织聚环辛二烯中的图案化晶畴。这种快速的耗散加工方法，导致了无定形和半结晶域的形成，并出现在从固体聚合物和传播固化正面光之间产生的内部界面。区域的大小、间距和排列，取决于反应动力学、热化学和边界条件之间相互作用。在制造条件中的小扰动，可再现地导致图案化的微结构，以及所得到聚合物的强度、弹性模量和韧性的显著变化。仅通过初始条件和正面光传播模式，调控了机械性质和性能，这代表了先进多尺度材料设计和制造的显著进步。![]()
Controlled patterning of crystalline domains by frontal polymerization.
![]()
图1: 正面光动态控制。
![]()
图2: 空间控制材料域。
![]()
图3:材料微结构和域的表征。
![]()
图4: 可调机械响应。
Paul, J.E., Gao, Y., Go, Y.K. et al. Controlled patterning of crystalline domains by frontal polymerization. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07951-7https://www.nature.com/articles/s41586-024-07951-7声明：仅代表译者观点，如有不科学之处，请在下方留言指正！
