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  美國(guó)加州大學(xué)河濱分校的科研人員開發(fā)出一種具有延展性并能導(dǎo)電的透明聚合物材料，可實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備和機(jī)器人的自我修復(fù)，特別適用于手機(jī)屏幕和手機(jī)電池。該研究成果將在近期舉辦的第253屆美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上展出。

  自我修復(fù)材料是一種在物體開裂或受損時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行修復(fù)的新型材料，人類皮膚就具備自我修復(fù)的能力。自我修復(fù)材料可應(yīng)用于手機(jī)和電池上，讓摔裂的手機(jī)屏修復(fù)如新，或讓摔斷的電池恢復(fù)供電功能。

  自我修復(fù)的關(guān)鍵是化學(xué)鍵。材料中存在兩種類型的鍵：一種是較強(qiáng)的共價(jià)鍵，一旦斷裂不容易重新整合；另一種是較弱的非共價(jià)鍵，非常有活性，比如氫鍵。大多數(shù)自我修復(fù)聚合物主要依靠氫鍵或金屬配體構(gòu)成，但這些非共價(jià)鍵并不適合制造離子導(dǎo)體。

  此次，研究人員采用了離子偶極相互作用的非共價(jià)鍵，其具備一種特殊的黏合力，這種力存在于帶電離子和極性分子之間。離子偶極相互作用此前從未應(yīng)用于設(shè)計(jì)自我修復(fù)聚合物，新實(shí)驗(yàn)證明，其特別適合離子導(dǎo)體。

  新的自我修復(fù)材料由一種極性可延展的聚合物——偏氟乙烯和六氟丙烯聚合物以及離子鹽構(gòu)成，可以拉伸到正常尺寸的50倍，其斷為兩半后，能在一天之內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)對(duì)接。

  為了測(cè)試新材料，研究人員利用它制作了一種“人造肌肉”，在兩層離子導(dǎo)體間放置了一個(gè)絕緣膜。結(jié)果顯示，新材料可對(duì)電信號(hào)作出反應(yīng)，帶動(dòng)人造肌肉移動(dòng)。

  目前，研究人員正在高濕度環(huán)境等惡劣條件下對(duì)此材料進(jìn)行測(cè)試。此前的自修復(fù)聚合物在高濕度環(huán)境下表現(xiàn)不佳，因?yàn)椴牧线M(jìn)水后，會(huì)改變機(jī)械性能。他們正在對(duì)聚合物進(jìn)行微調(diào)，以使其更接近實(shí)際應(yīng)用。

  論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/cen-09501-scicon004