超分子聚合物网络（Supramolecular Polymer Networks, SPNs）因其极具吸引力的动态特性，在智能材料的发展中显示出巨大的潜力。然而，由于非共价交联固有的弱键属性，导致其力学性能一般难以与商用共价材料相媲美，这无疑限制了其广泛应用。因此，如何构筑具有良好机械性能的SPNs一直是一个重要的挑战。

近期，上海交通大学颜徐州研究员团队利用具有高缔合常数（Ka = 1.2×10⁵ M^-1）的穴醚/百草枯主客体识别基元作为动态交联点，制备了一系列高度强韧的超分子聚合物网络（图1），并进一步将其作为模型体系，阐明了强键合非共价交联对SPNs增强增韧的内在作用机制。

这种高缔合常数的穴醚主客体交联一方面能赋予聚合物网络独特的结构稳定性，另一方面还能进行高效的能量耗散。因此，与所设计的较弱的冠醚主客体交联的参比（control-1）以及共价交联的参比网络（control-2）作比较，穴醚交联的SPNs从各方面表现出更优越的机械性能（图2）。其代表性的SPN-3兼具高的刚度（杨氏模量=102.6 MPa）、强度（断裂应力=21.1 MPa）以及良好的韧性（90.4 MJ/m³）。

进一步地，研究者又利用流变学手段去深入理解强的超分子交联增强增韧SPN背后的结构-性能关系（图3）。结果表明，与缔合常数较弱的超分子交联相比，强健的穴醚主客体交联不仅在输入能量下更难被打破（活化能较高，175 vs 99 kJ/mol），而且在网络中更倾向于形成有效的稳定交联（弹性模量较高，10⁶ vs 10⁵ MPa），从而为SPN带来独特的结构稳定性。

此外，这种由穴醚主客体交联带来的结构稳定性不会影响SPNs的动态特性，因而表现出丰富的动态性质包括优异的能量耗散能力，再加工性以及刺激响应性（图4）。

总的来说，颜徐州团队的工作首次展示了穴醚的主客体识别作用在增强SPNs力学性能方面的巨大潜力，并为基于主客体相互作用的超分子材料在机械性质方面带来了重大突破。此外，这些对强键合非共价交联增强增韧SPNs的机制的深入理解，也将为新的高性能动态材料的分子设计和开发提供指导。