Skin pigment could help strengthen foams and fabrics

众所周知，聚氨酯作为一类性能优异的高分子合成材料，被广泛应用在胶黏剂、建筑、汽车等行业。但由于其软、硬链段在热力学上的不相容性，使其存在一些性能缺陷。通常可通过多元醇与异氰酸酯的逐步聚合反应改变聚氨酯的化学结构或在体系中加入无机或有机填料对聚氨酯进行改性以拓展其应用。由于其特殊的软、硬链段的结构，因此很难同时实现聚氨酯的增强和增韧。

天然黑色素（melanin）纳米粒子是结构单元含有大量酚羟基、氨基和羧基的一类大分子，广泛存在于动植物中。同时纳米粒子中基团具有较强的活性能够与聚氨酯预聚物中的异氰酸根反应，基于这一点，课题组尝试乌贼墨囊中提取黑色素，并将其添加到普通聚氨酯中，当加入少量的黑色素时（2 wt%），材料拉伸强度和断裂伸长率分别由原先的5.6MPa，770%提高至51.5MPa和1880%，同时材料韧性提高了10倍。聚合物的力学性能显著提高，对比目前的文献报道，其增强效果处于较高水平，好于其他纳米复合材料，如碳纳米管、石墨烯、纤维素等增强材料。

相关成果以“Superior Performance of Polyurethane Based on Natural Melanin Nanoparticles”为题发表在国际期刊Biomacromolecules(2016, 17 (11): 3782–3789)上。日前，该成果被美国化学学会（American Chemical Society, ACS）新闻周刊PressPac作为研究亮点报道。