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作者:游正伟等 来源:《先辈资料》 发布光阴:2019/4/25 13:00:51
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科学家研制胜利“有性命”的自愈合股料

 

东华大学纤维资料改性重点国度试验室游正伟团队研制胜利一种“有性命”的资料自愈合股料。这种新型资料在损伤后,可以或许或许像人类的皮肤一样自行愈合,规复其原有的布局和功效,可以或许或许大大延长资料的应用寿命、提高资料的应用安全性、低落资料的掩护本钱。相干研究效果近日发表于资料学领域国际顶尖学术期刊《先辈资料》。

自愈合股料在汽车涂层、可穿戴电子、软体机等、生物医学等诸多领域备受存眷。然而,已报导的自愈合股料往往必要外界刺激(比如加热、激光、压力等)来引发愈合过程,同时力学和自愈合机能难以兼顾,研制抱负的高强韧室温自愈合股料仍然是该领域的挑衅。

因此,研究职员创新提出了一种可以或许或许同时晋升资料自愈合机能和力学机能的分子计谋——基于铜配位丁二酮肟氨酯的弹性体(Cu-DOU-CPU)。该论文通讯作者游正伟传授奉告《中国科学报》,基于铜配位丁二酮肟氨酯的弹性体(Cu-DOU-CPU)中同时存在静态共价键(肟氨酯键)和静态非共价键(金属配位键和氢键),此中铜离子的配位感化是关键:配位发生的静态交联显著增强了资料的力学机能;同时,铜离子的配位晋升了肟氨酯键的静态性,资料表示出更优的自愈合机能。

据悉,姑苏大学鲍晓光传授团队颠末过程密度泛函实践计算解释了此中的分子机制。三种静态键的协同感化使得资料具有一系列优越的机能。基于铜配位丁二酮肟氨酯的弹性体(Cu-DOU-CPU)的强度和韧性分离到达了14.8 MPa(兆帕)和87.0 MJ m−3(兆焦耳每立方米 )。同时,基于铜配位丁二酮肟氨酯的弹性体(Cu-DOU-CPU)在室温下可以或许或许自发自愈,即时自愈强度可达1.84 MPa(兆帕),并中龀ぶ13.8 MPa(兆帕),超过统统同类资料的原始强度。

该论文共同第一作者、东华大学博士生张璐之介绍,研究职员利用该资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分钟就可以或许基本愈合,在再拉伸2.5倍的环境下,仍然能对峙电路的导通,展现了该自修复资料在磅礴兴起的可拉伸电子领域的优越应用远景。

该论文共同第一作者、东华大学博士生刘增贺说,值得一提的是,基于铜配位丁二酮肟氨酯的弹性体(Cu-DOU-CPU)合成所应用的质料均为易得的工业品,反应采纳“一锅法”,简便易行,非常有利于大规模应用。

游正伟表示,该工作提出的利用金属配位感化来同时晋升力学和自愈合机能的计谋,可以或许或许拓展到其它金属离子和静态键体系,为研制高机能的自愈合股料供给了全新的思绪。(来源:华人科技资讯网 黄辛)

相干论文信息: https://doi.org/10.1002/adma.201901402

 
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