天津大学Nat. Commun.：具有高拉伸性的通用自修复弹性体

兔兔

2020-04-28

由于材料中强键或弱键的作用不同，因此动态修复和材料强度之间存在折衷，因此开发用于恶劣条件下应用的自主自愈材料是一个挑战。有鉴于此，天津大学张雷与杨静等人通过在聚二甲基硅氧烷（PDMS）聚合物中协同结合多强度H键和二硫键交换而设计了一种通用的自修复和高拉伸性的超分子弹性体。

本文要点：

1）该设计的关键是多个动态键的协同相互作用，包括二硫键（S–S），强交联氢键（BNB–BNB）和弱交联氢键（IP–IP，IP–BNB或IP–SS等）。这些动态键被引入聚二甲基硅氧烷（PDMS）聚合物主链（PDMS–SS–IP–BNB）中，自发形成动态超分子聚合物网络。在动态超分子聚合物网络中，强交联的氢键主要对弹性体具有鲁棒性和弹性，弱交联的氢键通过有效的可逆键断裂和重整来耗散应变能；二硫键主要有助于自愈性。

2）所得的弹性体对于无缺口（14000％）和有缺口（1300％）样品均显示出高拉伸性。它可以在普遍条件下实现快速的自主自我修复，包括在室温下（10分钟用于愈合），超低温（−40 °C），水下（93％愈合效率），过冷高浓度盐水(10 °C下30% NaCl溶液，效率89%)和强酸/强碱环境下（pH=0或14，效率88%或84%）。

这种材料具有在普遍条件下自主自修复的能力，这使得它有希望应用于广泛的领域，如人造电子皮肤，并可使参与海战和极地地区的电子通信设备自我修复。

Hongshuang Guo, et al. Universally autonomous self-healing elastomer with high stretchability. Nat. Commun. 2020, 11 (1), 2037.

DOI: 10.1038/s41467-020-15949-8.

https://doi.org/10.1038/s41467-020-15949-8