聚氨酯弹性体在航空航天、精密仪器等领域应用广泛，但制备同时具备超高强度、高韧性和优异弹性的聚氨酯仍是巨大挑战。蜘蛛丝的β-折叠纳米晶体结构为设计高性能弹性体提供了灵感，现有 “硬域动态增强” 策略虽能制备超韧聚氨酯（拉伸强度> 100 MPa，韧性 > 500 MJ/m³），但合成步骤复杂；固相拉伸虽能提升聚合物性能，却尚未有通过简单拉伸制备超强韧弹性体的报道。因此，开发简单高效的策略制备超高力学性能聚氨酯弹性体具有重要意义。基于此，本文提出一种通过预拉伸诱导多尺度结构取向制备超强度、超韧性聚氨酯 / 木质素弹性体的新方法。首先以聚四亚甲基醚二醇（PTMG）为软段，六亚甲基二异氰酸酯（HDI）和 4,4'-二羟基二苯醚（DO）为硬段，木质素纳米颗粒（LNP）为生物大分子交联剂，合成聚氨酯/木质素弹性体；随后对其进行预拉伸处理，当预拉伸比λ=14时，弹性体的拉伸强度从32.4 MPa显著提升至116.2 MPa，韧性从298.7 MJ/m³提升至501.3 MJ/m³。性能提升源于预拉伸诱导的多尺度结构（聚合物链、LNP、晶体）取向及应力诱导结晶，形成致密交联网络。该方法简单高效，为制备高性能聚氨酯弹性体提供了新思路。
相关成果以“Ultra-robust polyurethane/lignin elastomers built on multiscale structure orientation induced by pre-stretching"发表于《Materials Horizons》。该工作主要由张雨同学完成，杨伟军副教授和马丕明教授为改论文的共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金（52410005）资助。
基于预拉伸诱导的多尺度结构取向的超强韧聚氨酯/木质素弹性体
原文链接：https://doi.org/10.1039/D5MH01043H
