用于天然橡胶的硫量子点：硫化作用与提升的紫外线老化抗性

《ACS Applied Nano Materials》：Sulfur Quantum Dots for Natural Rubber: Vulcanization and Enhanced UV Aging Resistance

硫量子点（SQDs）复合天然橡胶（NR）制备环保纳米复合材料，增强抗紫外和机械性能。SQDs通过硫自由基交联形成网络结构，并有效捕获自由基（DFT证实结合能88.26 kcal/mol）。基于此的摩擦纳米发电机实现高输出（48.01 V，0.52 mW/m2），推动其在高性能弹性体和自供能电子中的应用。

　　

将硫量子点（SQDs）掺入天然橡胶（NR）乳胶中，可以制备出具有优异紫外线抵抗能力的环保型纳米复合材料。这些硫量子点同时具备纳米硫化剂、紫外线屏蔽剂和荧光增强剂的功能。含有3份（phr）硫量子点的纳米复合材料（N-3）的抗拉强度为2.23 MPa，断裂伸长率为1221.31%，这归因于通过硫自由基反应形成的连续交联网络（交联密度：116.50 × 10^–4 mol cm^–3）。经过72小时的紫外线照射后，N-3的抗拉强度仍保留了初始值的74%，明显优于纯天然橡胶。密度泛函理论（DFT）计算证实了硫量子点的自由基捕获机制，其烷基自由基结合能为88.26 kcal mol^–1。此外，基于硫量子点与天然橡胶的摩擦电纳米发电机（S-TENGs）实现了较高的电输出（48.01 V，0.52 mW m^–2），从而实现了自供电的生物力学监测。这项研究加深了人们对硫量子点在橡胶硫化及抗老化过程中作用的理解，并推动了其在高性能弹性体、柔性电子器件和能量收集领域的应用。