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  可以在室溫條件下修復(fù)損傷的高強(qiáng)度彈性體在柔性電子領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前大多數(shù)室溫自修復(fù)彈性體的損傷修復(fù)過(guò)程依賴于動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵的動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性，由于其聚合物鏈的高度運(yùn)動(dòng)和融合趨勢(shì)，它們的愈合過(guò)程是往往是自發(fā)且不可控的。當(dāng)這些彈性體被用于柔性電子的基底材料時(shí)，由于誤接觸（例如材料的折疊和堆積）而產(chǎn)生的材料的自發(fā)融合會(huì)導(dǎo)致柔性電子器件的報(bào)廢，這限制了其進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用。因此，如何通過(guò)合理的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制備兼具高力學(xué)強(qiáng)度、高動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性和可室溫修復(fù)的彈性體仍然具有一定的挑戰(zhàn)性。

  天然皮膚的強(qiáng)化和損傷修復(fù)過(guò)程對(duì)設(shè)計(jì)具有上述特點(diǎn)的高性能彈性體具有一定的指導(dǎo)意義。其具有以下特征：（1）皮膚在受力過(guò)程中表現(xiàn)出J形的非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，并在受到大應(yīng)變時(shí)迅速變硬以增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度，防止損傷；（2）皮膚在日常生活中保持著動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的狀態(tài)，人們可以互相握手，而不用擔(dān)心手部皮膚的融合；（3）天然皮膚具有瞬態(tài)修復(fù)能力：如果皮膚受傷，皮膚組織會(huì)發(fā)生炎癥以破壞損傷周圍的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，刺激細(xì)胞增殖并促進(jìn)愈合過(guò)程，在環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)傷口的完全恢復(fù)。在傷口修復(fù)完成后皮膚則會(huì)重新恢復(fù)到動(dòng)態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)。

  受天然皮膚的強(qiáng)化機(jī)制和損傷修復(fù)過(guò)程的啟發(fā)，大連理工大學(xué)蹇錫高院士團(tuán)隊(duì)通過(guò)將4,4’-二氨基二酰二苯醚（DTDA）插入到聚己內(nèi)酯（PCL）/聚四氫呋喃（PTMG）的多嵌段聚合物中，制備了一種具有高抗拉強(qiáng)度、高動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性、可瞬態(tài)室溫修復(fù)的聚氨酯彈性體。二硫鍵的β折疊結(jié)構(gòu)有效抑制了PCL鏈段強(qiáng)烈的結(jié)晶傾向，賦予聚氨酯彈性體良好的彈性；DTDA末端的伯氨基與異氰酸酯反應(yīng)形成的二重氫鍵有利于提高聚氨酯彈性體分子鏈間的氫鍵密度，這不僅有利于抑制二硫鍵的室溫交換，賦予彈性體優(yōu)異的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，有效避免了由于在使用過(guò)程中的誤接觸導(dǎo)致的自發(fā)融合，而且有利于激發(fā)PCL和PTMG鏈段發(fā)生應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶（SIC）從而有效實(shí)現(xiàn)彈性體力學(xué)性能的強(qiáng)化。同時(shí)，因?yàn)檫@種彈性體的氫鍵化程度（51%）相對(duì)較低，通過(guò)向聚氨酯彈性體的損傷部位添加低沸點(diǎn)極性溶劑乙醇即可破壞損傷區(qū)域的動(dòng)力學(xué)平衡（類似天然皮膚的炎癥反應(yīng)）。氫鍵的解離降低了損傷區(qū)域的物理交聯(lián)程度，不僅加速了二硫鍵的交換，而且促進(jìn)了聚合物鏈的互相穿插和擴(kuò)散，這有利于損傷部位的快速愈合（24小時(shí)內(nèi)的強(qiáng)度修復(fù)效率達(dá)到97%）。乙醇揮發(fā)后，分子鏈間斷裂的氫鍵重新形成，二硫鍵也停止交換，聚氨酯彈性體即可重新恢復(fù)到動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)，并恢復(fù)其原始力學(xué)強(qiáng)度。

圖6 (a), (b), (c) 離子皮膚的電阻變化曲線，(d)離子皮膚在50%應(yīng)變下的5000次循環(huán)拉伸試驗(yàn)，(e) 離子皮膚露天存放100天后的5000次循環(huán)拉伸試驗(yàn)， (f), (g)離子皮膚用于人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.4c00049