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  本征可修復(fù)的聚合物是一種能夠通過(guò)分子鏈之間的可逆鍵合作用(包括非共價(jià)鍵和動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵)修復(fù)機(jī)械損傷的材料。這類(lèi)材料的修復(fù)過(guò)程是一個(gè)典型的物理化學(xué)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，斷裂的可逆鍵需要找到對(duì)應(yīng)的部分來(lái)重新形成新鍵，而聚合物鏈段則需要經(jīng)歷構(gòu)象變化和擴(kuò)散，以達(dá)到新的平衡狀態(tài)。該過(guò)程需要較高的分子運(yùn)動(dòng)能力，所以目前報(bào)道的室溫本征自修復(fù)材料大多數(shù)為水凝膠或者軟彈性體；分子鏈的動(dòng)態(tài)性和流動(dòng)性保證了材料的室溫自修復(fù)效果，但卻無(wú)法滿足材料應(yīng)具備的強(qiáng)度和硬度。因此，亟待開(kāi)發(fā)出能夠室溫自修復(fù)的剛性本征自修復(fù)聚合物材料。

  近日，南京理工大學(xué)的傅佳駿教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種新型的室溫自修復(fù)的玻璃態(tài)聚氨酯材料，很好的彌補(bǔ)了上述遺憾。雖然玻璃態(tài)聚合物的鏈段運(yùn)動(dòng)在室溫下被凍結(jié)（T_g>室溫），但比鏈段小的一些單元仍能運(yùn)動(dòng)（次級(jí)松弛），從而提供給聚合物超強(qiáng)的截面結(jié)合能力。鑒于此，該團(tuán)隊(duì)向聚合物網(wǎng)絡(luò)中植入了大量的高密度氫鍵單元，這些氫鍵在斷裂后，能夠自由運(yùn)動(dòng)并重新結(jié)合。相應(yīng)的材料在切斷后，室溫下按住斷面一分鐘左右就能重新結(jié)合，一小時(shí)左右就能恢復(fù)原有的機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)材料的室溫自修復(fù)機(jī)理研究后證實(shí)，盡管室溫下聚合物的鏈段無(wú)法運(yùn)動(dòng)，然而聚合物內(nèi)部大量的氫鍵基團(tuán)卻可以自由的運(yùn)動(dòng)（次級(jí)松弛運(yùn)動(dòng)），聚合物斷裂面上大量的斷裂氫鍵的快速結(jié)合是其能夠室溫自修復(fù)的主要原因。

  相關(guān)成果以“A Fast Room-Temperature Self-Healing Glassy Polyurethane”為題，發(fā)表在國(guó)際化學(xué)頂級(jí)期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上。徐建華博士和陳驕陽(yáng)博士為第一作者。

  近年來(lái)，圍繞本征自修復(fù)材料的設(shè)計(jì)合成及多功能應(yīng)用研究，傅佳駿教授團(tuán)隊(duì)取得了一系列的研究進(jìn)展，相關(guān)成果在包括Angew. Chem. Int. Ed., Appl. Phys. Rev., Adv. Funct. Mater., Chem. Mater., J. Mater. Chem. A等國(guó)際高水平學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表（Appl. Phys. Rev. 2020, 7, 031304; Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1907109; Chem. Mater. 2019, 31, 19, 7951; Chem. Mater., 2018, 30, 6026; J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 5887; J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 24291.)

  文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202017303