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自修复弹性体材料研究取得新进展

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自修复弹性体材料研究取得新进展

2019-07-25

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作为智能材料的自修复聚合物材料可以修复在使用过程中由外力引起的裂缝或局部损坏,从而弹性体恢复其原有功能并延长其使用寿命。该材料在表面涂层保护,生物医学材料,锂电池和航空航天领域具有潜在的应用。为了满足不同的应用,研究人员将“牺牲键”引入聚合物材料中,并开发出自修复塑料,凝胶或弹性体。对于自愈合弹性体材料,良好的机械性能,有效的自愈效率和优异的光学性能是具有挑战性的挑战。

在中国国家自然科学基金的支持下,中国科学院化学研究所工程塑料重点实验室研究员董霞致力于智能材料的开发和应用。在此基础上,弹性体取得了一系列进展。一种新的自修复设计策略“锁相动态化学键”成功地生产出高韧性和高强度聚合物,无色透明,快速自愈。

研究弹性体工作通过“硬段锁定”和“微相分离控制”的组合进行。设计的含二硫化物的自愈合聚氨酯弹性体(PUDS)具有优异的无色透明光学性能,拉伸强度可达25MPa,断裂伸长率超过1600%。在温和的加热条件(70℃)下,弹性体表面的划痕可在60s内快速恢复,并具有良好的反复刮擦自修复功能。自修复材料的雾度值仅为0.6%。这种无色,高度透明的自愈特性使该材料成为光学领域的重要应用前景。相关结果发表于Advanced Materials


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