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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)過程依賴于動態(tài)化學(xué)鍵的動力學(xué)不穩(wěn)定性，由于其聚合物鏈的高度運動和融合趨勢，它們的愈合過程是往往是自發(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，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)融合會導(dǎo)致柔性電子器件的報廢，這限制了其進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用。因此，如何通過合理的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，制備兼具高力學(xué)強(qiáng)度、高動力學(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)過程對設(shè)計具有上述特點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，皮膚組織會發(fā)生炎癥以破壞損傷周圍的動力學(xué)穩(wěn)定性，刺激細(xì)胞增殖并促進(jìn)愈合過程，在環(huán)境條件下實現(xiàn)傷口的完全恢復(fù)。在傷口修復(fù)完成后皮膚則會重新恢復(fù)到動態(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)過程的啟發(fā)，大連理工大學(xué)蹇錫高院士團(tuán)隊通過將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)異的動力學(xué)穩(wěn)定性，有效避免了由于在使用過程中的誤接觸導(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）從而有效實現(xiàn)彈性體力學(xué)性能的強(qiáng)化。同時，因為這種彈性體的氫鍵化程度（51%）相對較低，通過向聚氨酯彈性體的損傷部位添加低沸點極性溶劑乙醇即可破壞損傷區(qū)域的動力學(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，(e) 離子皮膚露天存放100天后的5000次循環(huán)拉伸試驗， (f), (g)離子皮膚用于人體運動監(jiān)測

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