东华大学研制“有生命”自愈合材料

   日期:2019-07-11     来源:互联网    作者:admin    浏览:0    评论:0    
核心提示:  近日,东华大学纤维材料改性重点国家实验室游正伟团队研制出一种“有生命”的自愈合材料。这种新型材料在损伤后,能够像皮肤

  近日,东华大学纤维材料改性重点国家实验室游正伟团队研制出一种“有生命”的自愈合材料。这种新型材料在损伤后,能够像皮肤一样自行愈合,恢复其原有的结构和功能,可以延长材料的使用寿命,提高材料的使用安全性,降低材料的维护成本。


  自愈合材料在汽车涂层、可穿戴电子、软体机器人、生物医学等诸多领域备受关注。然而,已报道的自愈合材料往往需要外界刺激来激发愈合过程,同时力学和自愈合性能难以兼顾。


  研究人员创新提出了一种可以同时提升材料自愈合性能和力学性能的分子策略——基于铜配位丁二酮肟氨酯的弹性体。游正伟介绍,基于铜配位丁二酮肟氨酯的弹性体中同时存在动态共价键肟氨酯键和动态非共价键金属配位键和氢键,其中铜离子的配位作用是关键。配位产生的动态交联显著增强了材料的力学性能;同时,铜离子的配位提升了肟氨酯键的动态性,材料表现出更优的自愈合性能。基于铜配位丁二酮肟氨酯的弹性体在室温下可以自发自愈,即时自愈强度可达1.84MPa,并持续增加至13.8MPa,超过所有同类材料的原始强度。


  研究人员利用该材料复合液态金属构建了高拉伸自愈合导线。切断的导线在室温下9分钟就可以基本愈合,在再拉伸2.5倍的情况下,仍然能保持电路的导通,展现了该自修复材料在可拉伸电子领域的良好应用前景。


  特别值得一提的是,基于铜配位丁二酮肟氨酯的弹性体合成所使用的原料均为易得的工业品,反应采用“一锅法”,简便易行,非常有利于大规模使用。


 
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