应变诱导结晶可以增强、增韧并促进弹性体的弹性热量效应。由此产生的结晶度可以通过普通弹性体的机械拉伸来诱导，这些弹性体通常低于 20%，具有拉伸性平台期。
在目前发布在《科学进展》上的一份新报告中，Chase M. Hartquist和美国麻省理工学院和美国杜克大学的机械工程和材料科学科学家团队使用一类由端部连接形成的弹性体来实现一定比例的应变诱导结晶度。
Deswollen 和末端连接的星形弹性体达到了超高的拉伸性，超出了普通弹性体的饱和极限，从而在绝热温度变化时促进了高弹性热效应。
应变诱导结晶过程在弹性体和凝胶中很常见，其中无定形聚合物链可以由于施加的机械应变而转化为高度取向和对齐的域。由于取向和排列的晶域可以抵抗裂纹扩展和钝化以促进裂纹偏转，因此应变诱导结晶过程保持了网络完整性，同时在几秒钟内实现了接近 100% 的恢复。
该方法在各种应用中发挥着关键作用，包括弹性热量冷却和基于应变的驱动。
普通弹性体中应变致结晶度的典型过程低于 20%，而天然橡胶在室温下拉伸至其初始长度的 6 倍时仅达到约 15% 的结晶度。在这项新研究中，Hartquist和一组研究人员描述了一类膨胀的、末端连接的星形弹性体，以实现高达50%的应变诱导结晶度。科学家们将超高应变诱导的结晶归功于均匀的网络结构和高拉伸性，从而获得了预期的结果。
为了研究弹性体的附加特性，该团队使用X射线分析来显示与普通弹性体相比，结构和应变诱导的脱水体和末端连接的星形弹性体如何提高结晶度。研究团队通过详细的X射线分析进一步分析了所形成的晶体结构，其中deswollen和末端连接的星形弹性体显示出一个衍射斑点，以标记聚晶体的螺旋结构的形成。与普通弹性体相比，这种弹性体促进了更高的应变诱导结晶度。
研究团队在60°C下进行了力学表征，研究了脱斯沃伦端联弹性体的超高应变诱导结晶，有效地促进了高韧性和低应力拉伸滞后。Hartquist和团队通过引入可逆键来增强最柔软的材料，以诱导大的应力拉伸滞后。
研究人员进一步研究了弹性体的可拉伸性，以展示材料如何超越纠缠网络的极限，以实现更广泛的应用。然后，他们通过研究deswollen末端连接星形弹性体的弹性热量效应，研究了将热量材料用于固态冷却应用的潜力，并将结果与传统弹性体进行了比较。
科学家们通过研究与天然橡胶相比，deswollen 末端连接星形弹性体的弹性热量效应，研究了将热量材料用于固态冷却应用的潜力。理想的弹性热量冷却循环可以利用熵构象的减少来增加热熵并加热散装材料。
在具有应变诱导结晶的弹性体中，额外的潜热有助于微晶的形成，从而增强了这种效应。与传统弹性体相比，该材料的拉伸性增加和链长分布均匀，提高了理论弹性热效应。这种弹性体是适合先进固态冷却技术的有力候选材料。
通过这种方式，材料科学家Chase M. Hartquist及其同事将deswollen和末端连接的星形弹性体与天然橡胶进行了比较，以显示它们增加的稳定性，不同的聚合物化学和良好的结构，这些结构组合增加了弹性材料中的应变诱导结晶和弹性热量效应。材料之间的比较揭示了它们的拉伸性和化学性质，以及相对均匀结构的重要性。
自 1924 年因应变诱导结晶而早期发现橡皮筋以来，这种生物材料在从家居用品到汽车轮胎的社会中发挥了重要作用。在这份报告中，该团队描述了下一代弹性体，这些弹性体具有深刻的应变致结晶作用，其尺寸超过了天然橡胶和其他常见材料的尺寸。
所开发的材料显示出优于传统材料的能力，表明能够通过调节其网络架构来设计软材料。这些材料在构建未来航空航天结构、医疗设备和弹性热量制冷应用中发挥着至关重要的作用。
