【引言】
自修復(fù)聚合物是一系列近年來越來越受到科學(xué)界和工業(yè)界關(guān)注的生物仿生材料，這種材料模仿生物損傷自修復(fù)的機理在材料內(nèi)部實現(xiàn)修復(fù)功能。一般來說，自修復(fù)材料的修復(fù)機制建立在可逆鍵合如氫鍵和雙硫鍵，然而依靠這一機理的材料要求較為復(fù)雜的微觀-分子設(shè)計和合成過程。與此不同，形狀記憶輔助自修復(fù)則是探索將熱塑性形狀記憶聚合物基質(zhì)材料與修復(fù)劑進行結(jié)合從而形成新型自修復(fù)系統(tǒng)。近年來，關(guān)于形狀記憶輔助的導(dǎo)電復(fù)合材料的研究日益受到關(guān)注，比如由碳納米管等組成的導(dǎo)電納米骨架與聚合物的結(jié)合可以產(chǎn)生動態(tài)交聯(lián)水凝膠，該種凝膠具有優(yōu)異的拉伸能力，可以作為柔性電子器件的基礎(chǔ)材料。盡管關(guān)于形狀記憶輔助自修復(fù)的研究已經(jīng)持續(xù)了很多年，然而關(guān)于如何修復(fù)基于形狀記憶的導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電性的相關(guān)研究卻甚少報道。
【成果簡介】
近期，香港理工大學(xué)的胡金蓮教授和廣東工業(yè)大學(xué)的羅洪盛等人將銀納米線與環(huán)氧樹脂進行結(jié)合，成功合成了具有多刺激觸發(fā)自修復(fù)效應(yīng)的復(fù)合導(dǎo)電材料并基于此制備了新型可拉伸電極，這一材料在電和熱刺激下可實現(xiàn)表面裂痕修復(fù)功能。一般電極材料表面出現(xiàn)裂痕容易損傷電極的導(dǎo)電性能，而研究人員利用可拉伸性能和形狀記憶效應(yīng)將應(yīng)變能預(yù)先儲存到材料中，在熱刺激下，與裂痕垂直取向的應(yīng)變能能夠被釋放，驅(qū)動裂痕修復(fù)，進而大大提高材料導(dǎo)電性的修復(fù)效率。相關(guān)成果以題為相關(guān)成果以題為“Shape Memory-Enhanced Electrical Self-Healing of Stretchable Electrodes”發(fā)表在Applied Sciences-Basel上。
【圖文導(dǎo)讀】
a. 形狀記憶增強自修復(fù)電極的示意圖；
b. 電極橫截面的掃描電鏡圖像；
c. 銀納米線負載物的表面電阻；
d. 微觀裂痕的表面形貌掃描電鏡圖像。
a. 無裂痕樣品的電流-時間關(guān)系；
b. 存在裂痕樣品在修復(fù)過程中的電流-時間關(guān)系；
c. 預(yù)拉伸程度與修復(fù)效率的關(guān)系；
d-f. 不同拉伸程度下的表面修復(fù)形貌的掃描電鏡圖像（80℃觸發(fā)10分鐘）。
a. 不同預(yù)拉伸狀態(tài)下無裂痕樣品的拉曼光譜；
b. 無預(yù)拉伸的裂痕狀態(tài)以及修復(fù)狀態(tài)的拉曼光譜；
c. 預(yù)拉伸的裂痕狀態(tài)以及修復(fù)狀態(tài)的拉曼光譜；
d. 形狀記憶增強的自修復(fù)的數(shù)碼照片。
【小結(jié)】
本研究報道了負載有銀納米線的新型可拉伸電極，通過預(yù)先進行基于熱-機械形狀記憶的程序化拉伸可以提高電極材料的自修復(fù)能力，修復(fù)效率從13.4%可提升到63%。應(yīng)變能的釋放能夠輔助裂痕愈合，從而增強修復(fù)效應(yīng)這項研究為如何優(yōu)化導(dǎo)電復(fù)合材料的形狀記憶行為并進一步應(yīng)用到柔性電子器件中奠定了基礎(chǔ)。
文獻鏈接：Shape Memory-Enhanced Electrical Self-Healing of Stretchable Electrodes（Appl. Sci., 2018, DOI: 10.3390/app8030392）
Applied Sciences-Basel (ISSN 2076-3417; IF: 1.679; http://www.mdpi.com/journal/applsci) 作為開放獲取型國際期刊，發(fā)表應(yīng)用科學(xué)類相關(guān)論文。Applied Sciences-Basel采取單盲同行評審，一審周期19天，文章從接收到發(fā)表僅需6.6天。
本文系材料人與MDPI聯(lián)合推出的MDPI專欄第一篇。
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