共价聚合物网络由于其理想的刚度和弹性，在各种工程应用中有着广泛的应用。然而，交联点之间的刚性共价化学结构限制了其韧性的提高。虽然牺牲化学键的加入有望通过能量耗散来提高韧性，但这些材料难以保持快速恢复和刚度。因此，实现具有高强度、高刚度、高韧性和快速恢复性能的共价网络仍然是一个重大挑战。

近日，国科温州研究院赵冬联合上海交通大学颜徐州研究员提出了一种新的能量耗散形式，称为“牺牲构象”，开发出主链嵌入环糊精的共价网络（CCNs）。与由传统的共价聚合物网络（LCN）相比，CCN的杨氏模量提高了100倍，韧性提高了60倍，同时保持良好的回弹性。

环糊精作为一种牺牲构象可以通过外力作用下构象的变化和隐藏长度的释放进行有效的能量耗散，对提高共价网络的力学性能起着至关重要的作用。CoGEF模拟揭示了环糊精受力引起的构象变化，建立了其分子构象转变与CCN宏观力学性能之间的关系。

利用应变控制的旋转流变仪做应力松弛实验可用于分析网络在不同应变下的应力响应。对于LCN，随着应变的增加，模量逐渐降低，这是由于共价网络的弹性变形所致。最初，CCN-2的结果与LCN一致，在低于7%的应变下，只有模量略有下降，没有明显的应力松弛。但与LCN不同的是，当应变增加到9%时，CCN-2的应力松弛曲线表现出明显的松弛行为，输入能量得到有效耗散。随着应变程度的增加，应力松弛行为变得更加明显，表明更多的环糊精参与构象变化。与GoGEF模拟的结果一致，环糊精的构象变化滞后于网络内其他链的延伸。这些发现为环糊精在外力作用下复杂的构象变化提供了见解，突出了它们在能量耗散和动态行为中的作用。

在该工作中，作者提出的牺牲构象的概念是对传统牺牲结构的重要补充，为共价聚合物网络的设计和合成提供了新的思路。这一发现为具有优异机械性能和动态性能的高性能弹性体和水凝胶的设计和制造带来了巨大的希望。