Promptの説明

M-WPU複合膜は、ナマコに着想を得た多重水素結合とジスルフィド結合交換の相乗効果を持つ多段階エネルギー散逸生体模倣複合システムにより、高い引張強度と破断点伸びの両方を示す。MXene含有量は、M-WPU複合膜の動的な三次元ネットワーク構造に大きな影響を与える。MXene含有量が低い場合（≤4 wt%）、MXeneは剛直なフィラーとして機能し、MXene表面のOHとWPUマトリックスのC=Oがより強い水素結合架橋点を形成し、架橋ネットワークをより緻密にし、鎖セグメントの移動能力を低下させるため、M-WPU複合膜の引張強度は増加し、破断点伸びは減少する。MXene含有量が高い場合（>4 wt%）、MXeneシート間の水素結合が強化され、凝集と応力集中欠陥が生じる。同時に、凝集体はハードセグメントの規則的な配列を妨げ、結晶性を低下させ、有効な架橋密度を低下させる。したがって、引張強度は低下し、鎖セグメントの移動はMXene凝集体によって妨げられ、亀裂が伝播しやすくなり、破断点伸びも大幅に低下する。MXene含有量の増加に伴い、損失係数（tanδ）のピークに対応するガラス転移温度（Tg）はわずかに低下し、貯蔵弾性率（E'）はMXene含有量が低い場合（0-6 wt%）に同期して低下する。8 wt%では、両方とも急激に増加し、10 wt%では再び低下し、「減少-増加-減少」という非従来的な進化法則を示す（図2 c-d）。これは、「希釈-固定-凝集」の競合メカニズムで説明できる。MXene<6 wt%：シートはまばらに分散しており、WPUと形成する水素結合は鎖の絡み合いを弱め、可塑化効果を生み出し、鎖セグメントの移動性を高め、TgとE'を低下させる。MXene=8 wt%：パーコレーション閾値に達し、シートは三次元の剛直な骨格に重なり合い、多数の水素結合がソフトセグメントを固定して鎖セグメントの移動エネルギー障壁を高め、応力伝達効率が向上し、TgとE'が同時にピーク値に達する。MXene=10 wt%：シートの凝集により、有効界面面積と水素結合密度が低下し、剛直なネットワークの完全性が損なわれ、TgとE'が低下する。上記の内容に基づいて、MXeneフィラーとWPUマトリックス間の相互作用界面の模式図を作成する。