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  彈性可拉伸纖維器件因其高柔韌性、彈性、機械韌性和易于制造而備受關(guān)注。彈性可拉伸纖維的蓬勃發(fā)展彌補了傳統(tǒng)二氧化硅纖維易碎并且應(yīng)變有限的缺點，特別是應(yīng)用于可穿戴紡織品和光機械傳感應(yīng)用時。彈性和可拉伸纖維受損后性能會減弱，受大自然的啟發(fā)，自修復(fù)材料可以在損壞后恢復(fù)其物理性能。然而，自修復(fù)纖維的大規(guī)模生產(chǎn)目前受到限制。

  南洋理工大學(xué)魏磊教授和浙大生儀學(xué)院陳夢曉教授團隊利用纖維熱拉技術(shù)來制造彈性且可拉伸的自修復(fù)熱塑性聚氨酯（STPU）纖維，從而能夠高效大規(guī)模地生產(chǎn)此類功能纖維（圖1）。此外，盡管對自修復(fù)材料的機制進行了大量研究，但量化其愈合速度和時間仍然是一個持續(xù)的挑戰(zhàn)。因此，該團隊利用透射光譜作為監(jiān)測工具來觀察實時自愈過程，深入研究愈合動力學(xué)和效率（圖3）。所制造的自修復(fù)纖維能夠摻雜多種功能材料，包括染料分子和磁性微粒，這使得模塊化組裝能夠開發(fā)分布式應(yīng)變傳感器（圖4）和軟執(zhí)行器（圖5）。這項研究工作凸顯了自修復(fù)纖維的潛在應(yīng)用，它與日常生活無縫融合，并為各個行業(yè)開辟了新的可能性。該工作以“Self-Healable Multifunctional Fibers via Thermal Drawing”為題發(fā)表在《Adv. Sci.》上（Advanced science (DOI: (10.1002/advs.202400785)）。文章第一作者是亓淼博士和劉雁婷博士。該研究得到國家自然科學(xué)基金委和新加坡教育部學(xué)術(shù)研究基金的支持。

圖5 模塊化組裝磁性STPU軟執(zhí)行器

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202400785