沥青作为一种可大范围的应用于多种领域的功能材料非常关注。然而，常规沥青往往是从非清洁且不可持续的石油或煤焦油中提炼得到。随着能源可持续发展和低碳生产的需求，寻找一种高效、无毒、低成本且可从根源上解决沥青不可持续问题的途径迫在眉睫。另一方面，硫磺作为一种大量存在的资源亟待有效消耗，是因为其不仅在自然界中分布较广，其作为工业废料，每年还有6000万吨的产量。因此，通过高转化率反应将大量存在亟待消耗的工业废料硫磺转化为功能材料是极具发展前途的。

  针对以上问题，南京大学化学化工学院李承辉教授团队，通过逆硫化反应将工业废料硫磺以及广泛可得的生物质材料丁香酚和山梨酸转化为具有多种用途的类沥青材料。所得的类沥青材料不仅仅具备与70号沥青高度相似的性质，还可应用于防水粘结剂，冲击防护设备和非牛顿减速带。

  自Pyun等于2012年报道逆硫化反应以来，这种能够最终靠硫与烯类化合物反应有效得到功能材料的方法受到广泛关注。此外，有相关文献指出，酚类化合物可有很大效果预防逆硫化产物中的多硫链解聚回S8的状态。基于以上研究基础，作者通过逆硫化反应将广泛可得的原料包括硫粉、丁香酚和山梨酸等转化为多功能类沥青材料。

  图1类沥青材料Sul-Sor-Egu的合成路线及基本表征。（A）沥青铺路的场景。（B）工业废料硫大量堆积的场景。类沥青材料的（C）反应路线及(D)实物图。

  如图2A所示，该逆硫化反应所得产物在常温条件下有着非常明显的蠕变现象。在此基础上，流变学测试表明Sul2-Sor3-Eug5不仅具备与工业常用的70号沥青相似的复模量，储能模量，损耗模量还具有明显提高的温敏性。多重应力蠕变测试表明，在相同温度和相同应力下，虽然Sul2-Sor3-Eug5和Sul2-Sor2-Eug6具有比70号沥青更低的蠕变后恢复效率，但是Sul2-Sor2-Eug6在三者中具有最下的不可恢复蠕变。此外，不一样的温度下的黏度测试表明，无论是Sul2-Sor3-Eug5还是Sul2-Sor2-Eug6在不同的温度下都具有比70号沥青更低的黏度，这使得其在工业应用中更便于加工。

  图2类沥青材料与70号沥青的性质对比。（A）Sul2-Sor3-Eug5的蠕变现象。（B）复模量（C）复黏度（D）储能模量（E）损耗模量的对比。（F）40℃下不同压力下，蠕变后恢复速率的对比。（G）60℃，100Pa下的蠕变恢复曲线。（H）温敏性对比。（I）不一样的温度下的黏度比较。

  由Sul 2-Sor 3-Eug 5制成的块体材料在被低速拉伸时表现出明显的黏流体特征，相反其在被快速撞击桌面时，表现出玻璃态固体的硬脆行为。

  这种固液转变行为原因是在低应变速率下，材料内部的氢键有足够的时间进行弛豫，因此其表现为黏流体行为。相反，在高应变速率下，材料内部链段的移动受到限制，表现出硬脆性质。在此基础上，利用该材料内部动态键的特征可对其固液转变温度进行可控调整。

  沥青本身是一种用途极为广泛的工业产品。得益于该材料内部丰富的羧基、酚羟基等易形成氢键的化学基团，Sul 2-Sor 2-Eug 6表现出对玻璃和钢片较好的粘结性。此外，该材料在室温条件下表现出源于其在室温条件下的黏流态特征的快速自修复性质。综合以上两个优势，作者通过将Sul 2-Sor 2-Eug 6均匀铺平在铝箔表面制备了可自修复的防水密封带。相比商业防水密封带，本文中的防水密封带在受到破坏后的20s即可自修复。

  图4自修复防水密封带（A）拉伸剪切强度测试示意图。（B）拉伸剪切强度对比。（C）Sul2-Sor2-Eug6的快速自修复能力。自修复防水密封带的(D)制备过程和（E）使用示意图。（F）商用防水密封带和（G）本文制备的防水密封带的密封效果和修复效果对比。

  得益于类沥青材料的剪切变硬性能，作者分别利用其制备了可用于冲击防护的减震装备和非牛顿流体减速带。正如视频中所示，由Sul 2-Sor 2-Eug 6组成的拱形装置能用来吸收锤子撞击带来的冲击能，从而进行手部防护。

  此外，作者以Sul 2-Sor 2-Eug 6作为内容物制备了非牛顿流体减速带。如图所示，当车辆以较低速度20km/h通过该减速带时，减速带内容物Sul 2-Sor 2-Eug 6在该速度下呈液体性质，因此车内驾驶者不可能会出现颠簸感。相反，当车辆以较高速度100km/h通过该减速带时，Sul 2-Sor 2-Eug 6在该速度下呈固体性质，因此就会达到与常规固体减速带相同的减速效果。

  综上所述，作者通过一种无毒、简便、低成本及环境友好的方式将大宗硫原料转化为多功能沥青类似物。这不仅有利于废料硫的有效利用还为从根源上解决沥青的不可持续问题提供了潜在可行性思路。

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