我团队博士后张蕴涵等在李良彬教授以及崔昆朋教授的共同指导下，首次揭示了汽车夹层玻璃核心材料——聚乙烯醇缩丁醛（PVB）在受力状态下的分子动态奥秘。这项发表于国际权威期刊Soft Matter的研究，为理解非晶态聚合物在机械应力下的氢键网络演变提供了全新视角。
研究团队采用粗粒化分子动力学模拟，捕捉到 PVB 材料在拉伸过程中的动态变化。当材料接近玻璃化转变温度时，分子链在应力作用下发生“滑移”。这种微观运动导致分子内的氢键（分子内“牵手”）断裂，却意外促进了分子间的氢键（分子间“牵手”）形成，如同微观世界中的“拆桥”与“搭桥”同步进行。通过系统改变材料三大关键参数：乙烯醇（VA）含量（调控氢键密度）、嵌段结构规整度、拉伸应变速率，发现，当VA含量提升时，分子链刚性显著增强。进一步在拉伸过程中链展开显著增加，直接影响了氢键的寿命。最突破性的发现在于：材料断裂前出现氢键总量净减少，而断裂后通过机械-热耦合效应，氢键网络能够自我修复重组。这种“破坏-重建”的动态平衡机制，在一定程度上能够解释PVB材料卓越的能量吸收能力。该研究不仅攻克了非晶聚合物氢键动态监测的技术难题，更建立了“分子结构-氢键网络-力学性能”的定量预测模型，为新一代高性能PVB薄膜的理性设计提供了科学基础。
该项工作得到了中国博士后科学基金会（2023M743377），中央高校基本科研业务费专项资金（WK2310000119），合肥市重大专项指导委托项目“汽车安全玻璃用聚乙烯醇丁醛(PVB)薄膜的研究与开发”，安徽省合肥市重大科技专项“揭榜挂帅”项目（2022-SZD-005）的支持。
Y. Zhang et al. Investigating hydrogen bonding in poly(vinyl butyral) copolymers near glass-transition temperature under uniaxial stress: acoarse grained molecular dynamics study. Soft Matter, 2025,Advance Article
论文链接：https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2025/SM/D5SM00431D