具有前所未有力学性能的自愈合材料

在可拉伸电子等领域具有良好应用前景

●创新点

自愈合材料是一类能进行自我修复的新材料，具有多种可供利用的特性，在可拉伸电子、记忆材料、工业涂层、生物医学等领域有广泛应用前景。已有的自愈合材料需要通过加热、压力、激光等外界刺激来激发愈合过程，力学和自愈合性能难以兼顾。

东华大学纤维材料改性国家重点实验室的游正伟研究团队研制出一种新型自愈合材料，该材料在受损后能够像人类皮肤一样自行愈合，恢复原有结构和性能，相关成果于2019年4月12日发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。

●方法和结果

研究团队提出一种基于铜配位丁二酮肟氨酯弹性体[Cu(II)-dimethylglyoxime-urethanecomplex-based polyurethane elastomer，（Cu-DOU-CPU）]的策略。Cu-DOU-CPU中同时存在动态共价键（肟氨酯键）和动态非共价键（金属配位键和氢键），可以同时提升材料自愈合性能和力学性能。Cu-DOU-CPU的强度和韧性分别达到14.8 MPa和87.0 MJ/m3，在室温下即时自愈强度可达1.84 MPa。

苏州大学鲍晓光团队通过密度泛函理论计算对其中的分子机制做了解释，指出肟氨酯键、金属配仨键和氢键的协同作用使得材料具有一系列优异性能。其中，铜离子的配位作用起到关键作用：配位产生的动态交联显著增强材料的力学性能，同时铜离子的配位提升了肟氨酯键的动态性，使材料具有更好的自愈合性能。

应用前景

利用金属配位作用同时提升材料的力学性能和自愈合性能的方法，可以拓展到其他体系，为进一步研制高性能自愈合材料提供了新思路，在可拉伸电子等领域有广泛应用前景。