自修復軟材料的案例
：具有優異機械性能和室溫自修復能力的導熱軟物質
日前，四川大學吳凱副研究員和南京理工大學傅佳駿教授聯合報道了一種基于精細填料和聚合物結構設計的導熱自修復軟材料。研究團隊巧妙地設計了基于氮化硼納米片(BNNS)和液態金屬(LM)的雜化功能填料，并將其嵌入具有自修復功能的聚（脲-氨基甲酸酯）彈性體（PUUE）中，平衡了傳統功能復合材料中導熱性能、機械柔軟以及自修復性能之間的矛盾。這種先進的導熱復合材料在熱界面材料、電子封裝材料和柔性電子產品中有廣闊的應用前景。相關工作發表在RSC材料旗艦期刊 Materials Horizons上。
圖1 具有優異機械性能的高導熱\自修復\柔性軟物質材料的結構示意圖
柔性電子產品在下一代消費電子市場中占據重要的地位，相關領域的發展有望在下一次工業革命中發揮關鍵作用。未來柔性電子設備朝著高功率密度、小型化和多功能集成的方向發展，有效耗散運行過程中產生的熱量對于避免電子元件的永久性損壞、提高可靠性和延長使用壽命具有重要意義。理想柔性散熱材料應同時滿足以下四個標準：(1)具有合適的機械性能：柔軟而堅韌，可變形且可恢復；(2)在正常狀態和變形狀態下均具有高導熱性；(3)具有穩定的電絕緣性能；(4)具有高效的室溫自愈能力，可恢復受損區域的機械損傷、導熱及絕緣功能。然而，對于絕緣材料，受限于其中基于聲子傳遞的導熱機制，柔性(低模量)和導熱性能通常難以同時實現；高比例剛性填料阻礙聚合物鏈運動，損害材料室溫下自愈能力與回復能力，難以平衡自修復和高填料比間的矛盾。
展開 南洋理工大學《AFM》堅韌、可拉伸和自修復聚氨酯膠粘劑彈性體-軟機器人
摘要
軟機器人容易因動態環境中發生的物理損壞而過早失效。為了解決這個問題，
新加坡南洋理工大學
Pooi See Lee
教授
團隊
報告了一種具有高韌性、室溫自愈性和強粘附性的彈性體，可以防止軟機器人損壞和恢復。通過使
用脲基
-4[1H]-嘧啶酮 (UPy) 和羧基的分級氫鍵對聚氨酯
進行功能化，可以獲得高韌性 (74.85 MJ m
-3
)、拉伸強度 (9.44 MPa) 和應變 (2340%)。
此外，室溫下溶劑輔助自修復能夠在 12 小時內保持高韌性 (41.74 MJ m
-3
)、拉伸強度 (5.57 MPa) 和應變 (1865%)。該彈性體具有高介電常數 (≈9)
，有利于其用作軟機器人的自修復介電彈性體致動器
(DEA)。在機械和電自愈后分別顯示 ≈31.4% 和 ≈19.3% 的高面積應變，實現了性能最佳的自愈 DEA。憑借豐富的氫鍵，無需額外固化或加熱即可實現高粘合強度。具有
驅動和粘合特性，實現了用于組裝堅固軟機器人的“粘貼”策略，允許軟機器人組件在嚴重損壞時輕松重新組裝或更換
。這項研究突出了具有極端堅固性的軟機器人在不同操作條件下的潛力。
相關論文以題為
Rugged Soft Robots using Tough, Stretchable, and Self-Healable Adhesive Elastomers
發表在《
Advanced
Functional
Materials
》上。
主圖
材料特性
圖1
UPy-CPU 的分子結構和材料表征。
a) UPy-CPU 的化學結構。
展開 清華大學電機系實現材料電損傷自修復
電力裝置和電子器件的過早失效，往往是由絕緣材料的電擊穿破壞引起。
絕緣介質在長期運行過程中產生電樹是其發生電擊穿破壞的主要原因。例如，設計運行數十年的高壓電力電纜，一旦出現電樹缺陷，在運行電壓下往往不到一年就會發生擊穿破壞。由于絕緣介質維護困難，電樹缺陷難以診斷，長期以來由于絕緣擊穿導致的高壓輸電事故頻發，經濟損失巨大。
通過模仿生物體遭受外界創傷后的恢復過程，自修復材料自本世紀以來得到迅速發展。然而到目前為止，絕大多數的自修復材料是針對機械破壞進行設計，沒有任何自修復體系能夠實現對固態絕緣介質電損傷的自修復。其原因在于電樹損傷形式特殊、電樹老化伴隨著復雜的物理化學過程等。一方面，電樹是一種“生長”在絕緣介質內部的三維樹枝狀中空裂紋，孔徑約數微米，而目前基于動態化學鍵（可逆鍵）的自修復方法只能在損傷斷面直接接觸的情況下，修復納米尺度甚至分子尺度的損傷；另一方面，電樹老化通常導致絕緣介質的化學成分和結構發生不可逆轉的破壞，導致高化學活性的自修復添加物破壞失效。此外，對于目前采用的內含修復液的微膠囊等自修復方法，流體和催化劑等成分將嚴重影響材料的電氣絕緣性能。
近日，清華大學電機系何金良教授研究團隊利用納米顆粒在聚合物中的熵耗散遷移行為（entropy-driven migration），結合超順磁納米顆粒的磁熱效應，實現了熱塑性電介質的電樹損傷靶向修復和電氣絕緣性能恢復。這一研究成果于2018年12月31日在線發表在Nature Nanotechnology。
圖1.
展開 自修復超級可伸縮彈性導體材料的研制取得重要進展
此外，由于動態可逆銀-硫鍵的巧妙設計，該彈性導體材料表現出快速而高效的愈合能力，在1分鐘時間內可實現自愈合，且愈合效率高達93%。更重要的是，修復后的材料仍然保持了優異的導電性能、機械性能和電機械穩定性。
圖1. 彈性導體材料的制備及其電機械性能。
圖2. 彈性導體的自修復性能。
這項研究為今后研制具有優越力學、電學性能的可修復抗拉伸導體材料設計和構筑提供了新思路，所制備的材料在柔性、可拉伸電子設備領域具有廣泛的應用前景。
該工作得到了國家自然科學基金面上和重點項目、國際合作重點項目、國家重點基礎研究發展計劃、新世紀優秀人才支持計劃、中央高?；究蒲袠I務費專項資金、安徽省自然科學基金、合肥大科學中心卓越用戶基金等項目的資助。
論文鏈接：
http://www.nature.com/articles/s41467-018-05238-w
來源：合肥工業大學化學與化工學院
展開 
瑞士洛桑聯邦理工學院開發出新型自修復復合材料
法國JEC復合材料集團網站2019年3月11日報道稱，來自瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）先進復合材料工藝實驗室的研究人員，最近開發出一種材料，可在結構受到損傷后輕易實現自我修復。這種尖端復合材料或將在航空航天飛行器、風力渦輪機、汽車及各類運動裝備中取得應用。
研究人員開發出新型自修復復合材料（瑞士洛桑聯邦理工學院圖片）
當風電渦輪葉片或飛機被不明飛行物或碎片等重物擊中后，受損的零部件必須接手整件的更換或利用樹脂進行結構修補。但是更換零部件價格昂貴，而利用樹脂進行修復又會使結構增重并一定程度上改變性能。
EPFL的先進復合材料工藝實驗室（LPAC）在自修復復合材料領域，已經從事了長達12年的深入研究。為了解決上述問題，EPFL的研究人員采用了一種全新的專利技術，找到了一種快速容易的方法，修復復合材料結構中出現的裂紋或裂縫。
新型自修復材料具有優異的修復特性（瑞士CompPair公司圖片）
這項全新的技術是利用了在復合材料中加入的自修復劑。當復合材料結構受損后，只需要簡單的利用便攜式熱空氣噴槍等裝備，將受損部位材料加熱至150℃，即可在短短的60秒的時間內，實現快速修復樹脂中出現的裂縫。局部的加熱過程激活了復合材料內部修復劑，受損部位實現迅速愈合，并且不會改變結構原有性能，損傷愈合率達到100%。這種全新問世的技術可在各類復合材料結構中應用，使用后的效果可使得原有結構壽命延長至少3倍。修復后的材料基本性能與傳統的復合材料相同，而抗裂能力可提高到原有結構的1.3倍。不僅如此，理論上這種材料可以實現在多次受損后的自修復。更為重要的是，這項技術與主流復合材料制造工藝兼容，因此不需要對生產設備進行重組。
值得注意的是，這項技術的使用條件仍然受到一些限制——如果復合材料結構受到的損傷造成了內部纖維的破壞，材料將無法愈合。
展開 南京大學用石墨烯制備出高強度的剛性自修復材料！
利用該材料打印出來的產品受損之后可以快速修復，通過打印小物件然后利用自修復技術能夠將小物件組裝成一體化的大物件，同時打印出來的產品具有各向同性的機械力學性質。因此，利用自修復材料可以將傳統磚塊堆砌方法和現代3D打印技術的優勢結合起來，使3D打印更加隨心所欲！
圖三：PDMS-COO-Zn聚合物的熱愈合和再成形性能
同時，該材料還可用于醫用外固定支架。外固定材料是臨床骨科與矯形外科常用的消耗性醫用衛生材料。石膏繃帶是目前臨床最常用的外固定材料之一。其主要優點是對皮膚無毒副作用，強度較高，操作時水溫低。然而，石膏繃帶存在著許多缺陷，如：透X射線性差、透氣性差、質量重等，此外，打石膏時操作復雜，給醫護人員帶來許多不便。該研究獲得的高強度剛性自修復材料在能夠加熱修復的同時，還具有優良的溫敏性質：常溫下強度非常高，類似于熱固性材料；而在加熱時（50-70℃）又具有熱塑性材料的性質，可以反復加工。從而可以作為外固定材料在臨床骨科與矯形外科中應用。相比于同類材料，該材料具有諸多優點，例如成本低，跟石膏繃帶不相上下；熱變形溫度低，制作使用方便，并且可以適應人體任何部位的形狀；強度高，硬度較大且硬化后不變形；對皮膚無毒副作用；質量輕，不怕水，透氣，不影響傷員的日?；顒?；可方便拆卸和循環利用等。
PDMS-COO-Zn聚合物的應用
來源：先豐納米
展開 Science述評：“匙鎖互配”——設計自修復材料的新思路
由于受加熱、機械作用和化學反應等因素的影響，材料在應用過程中內部會產生微裂紋，從而影響其使用壽命和力學性能。受生物體自愈合現象的啟發，自修復材料應運而生——在受到損害后，材料能自行發現裂紋，并通過一定機理將裂紋重新修補，自行愈合[1]。2001年伊利諾伊大學香檳分校的科學家率先在《自然》期刊報道了微膠囊型自修復高分子材料——在發生裂紋時通過釋放膠囊內的修復劑，利用樹脂基體中的催化劑在微裂紋處引發聚合反應，實現裂紋的修復[2]。自修復材料不僅僅能夠延長材料服役壽命以有效降低成本（包含制備、監測、維護、維修、更新等），更對目前合成材料難以可持續利用、降解緩慢甚至無法降解所帶來的環境問題提供了一定的解決策略，從而在過去的二十年內得到了快速地發展。
目前已被報道的高分子材料自修復策略包括：嵌入被封裝起來的反應物流體，在材料損壞時填充和修復受損區域；引入動態共價鍵或超分子的動態化學交聯，在受損后能夠重新構筑高分子網絡；在基體中物理分散納米材料，使之在磁場或電磁場作用下誘導高分子網絡結構的修復；引入軟、硬鏈段的相分離材料，借助形狀記憶功能閉合傷口；或加入能夠修補損傷結構的生物體（如菌）[3]。不過這些策略要么是通過加入額外的修復劑，通過改變或提供高分子鏈間的交聯來實現修復，即所謂的“外援型自修復”，適用范圍非常有限；要么是利用材料自身的化學結構特性，通過可逆共價鍵或非共價鍵的化學作用實現多次自修復，即所謂的“本征型自修復”，但非常依賴于高分子材料的特殊合成手段[4]。因此，目前的一個重大的挑戰在于是否能讓應用非常廣泛的通用高分子材料具有自修復性能。
在本期《科學》期刊中，來自美國克萊姆森大學M.W. Urban團隊的科學家報道了可具有（本征）自修復能力的通用共聚高分子，其修復能力來自于分子鏈間的“匙鎖互配”這一嶄新機制。
展開 南京理工大學的傅佳駿教授團隊Angew：室溫自修復的玻璃態聚氨酯材料
本征可修復的聚合物是一種能夠通過分子鏈之間的可逆鍵合作用(包括非共價鍵和動態共價鍵)修復機械損傷的材料。這類材料的修復過程是一個典型的物理化學過程，在這個過程中，斷裂的可逆鍵需要找到對應的部分來重新形成新鍵，而聚合物鏈段則需要經歷構象變化和擴散，以達到新的平衡狀態。該過程需要較高的分子運動能力，所以目前報道的室溫本征自修復材料大多數為水凝膠或者軟彈性體；分子鏈的動態性和流動性保證了材料的室溫自修復效果，但卻無法滿足材料應具備的強度和硬度。因此，亟待開發出能夠室溫自修復的剛性本征自修復聚合物材料。
近日，南京理工大學的傅佳駿教授團隊開發出一種新型的室溫自修復的玻璃態聚氨酯材料，很好的彌補了上述遺憾。雖然玻璃態聚合物的鏈段運動在室溫下被凍結（Tg>室溫），但比鏈段小的一些單元仍能運動（次級松弛），從而提供給聚合物超強的截面結合能力。鑒于此，該團隊向聚合物網絡中植入了大量的高密度氫鍵單元，這些氫鍵在斷裂后，能夠自由運動并重新結合。相應的材料在切斷后，室溫下按住斷面一分鐘左右就能重新結合，一小時左右就能恢復原有的機械強度。對材料的室溫自修復機理研究后證實，盡管室溫下聚合物的鏈段無法運動，然而聚合物內部大量的氫鍵基團卻可以自由的運動（次級松弛運動），聚合物斷裂面上大量的斷裂氫鍵的快速結合是其能夠室溫自修復的主要原因。
相關成果以“A Fast Room-Temperature Self-Healing Glassy Polyurethane”為題，發表在國際化學頂級期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上。徐建華博士和陳驕陽博士為第一作者。
展開 一種具有自修復功能的兩棲超親水、超親油表面材料
超親水、超親油（即“超雙親”）表面具有自清潔、防污、抗霧、使液體迅速鋪展等功能，在日常生活、醫療、工業生產等方面有著廣泛的應用。然而，目前報道的超雙親表面只能在單一介質環境下工作。例如，在干態空氣環境中具有超雙親性質的表面材料在水中往往會表現出超疏油性質，而不是親油性。因為這些材料一旦被水潤濕，其性能主要取決于附著在表面的液態水層。相反，在水中具有親油性質的表面在干燥狀態和空氣介質中通常表現為超疏水和超親油。在空氣和水介質中均具有超雙親（即“兩棲” 超雙親）性質的表面材料報道很少，其制備一直是個挑戰性難題。
最近，澳大利亞迪肯大學（Deakin University）林童教授團隊報道了一種簡單有效的表面處理方法，可使紡織品材料表面具有穩定的“兩棲” 超雙親性質。該團隊采用一種表面涂層技術，將兩種分別帶有親水和親油官能團的化合物涂布于紡織品材料的表面，并進行交聯處理。經過處理的紡織品面料在空氣中表現為優秀的超雙親性質，對水、油和多種有機溶劑的觸角為0°。在水中或完全被水潤濕的條件下，該面料仍然可以使油和不溶性有機溶劑在表面迅速鋪展。該涂層不僅具有良好的牢度，而且可抵御酸堿侵蝕和長時間紫外照射。不僅如此，該涂層還表現出了自修復功能，在被化學侵蝕破壞后，其水下超親油性能可以通過加熱恢復到原的有功能狀態。該團隊進一步證明，這種兩棲超雙親材料在油水分離方面有很大的應用潛力。無論織物在干燥還是潤濕狀態，都表現出了穩定的吸油能力。
圖1：“兩棲”超雙親表面的處理過程及效果。
詳細結果已發表在近期的《Materials Horizons》（DOI: 10.1039/C8MH00898A）。文章共同第一作者為博士生符思達和周華博士，通訊作者為王紅霞博士和林童教授。
來源：高分子科學前沿
展開 《ACS Nano》浙江大學計劍、任科峰團隊：具備讀取功能自修復的圖形標簽材料
然而，各種條碼圖形的標簽材料在日常使用過程中，容易受到機械刮擦損傷，導致圖形模糊和信息讀取功能喪失。制備一種具有刮擦破損后讀取功能自修復的圖形碼材料具有重要的實用價值。浙江大學計劍教授、任科峰副教授研究團隊，基于聚電解質涂層材料的動態運動性，通過光交聯手段，制備出一種具備讀取功能自修復的二維碼圖形材料。相關成果發表在權威期刊《美國化學學會-納米》（ACS Nano 2018, 12, 8686?8696, DOI: 10.1021/acsnano.8b04656）上。論文第一作者為陳夏超博士。
分別帶有正負電荷的聚電解質，通過層狀組裝（Layer-by-Layer assembly）制備得到的涂層材料具有優異的動態特性。研究團隊曾首次報道了基于聚乙烯亞胺（PEI）和聚丙烯酸（PAA）的增強指數增長涂層（Adv. Mater. 2006, 18, 1441），并利用涂層在高濕度環境中通過攝入水分子而提高聚電解質鏈運動水平，從而帶動涂層微結構的演變這一特性，將其發展成為一系列具有結構動態調控能力的功能涂層材料（Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 7470; ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 4309; Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 31168; J Mater Chem B 2016, 4, 6358; ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 1959.）。
在本研究中，PEI/PAA涂層表面具有天然形成的微結構，且該微結構能夠在飽和濕度環境下自發消失；在PAA鏈上引入光敏感側基后，通過局部紫外光交聯，區域選擇性地調控該涂層表面的微結構演變，實現涂層表面光散射差異化（圖1）和各種類型圖形的寫入及可視化（圖2）。
展開 臺灣大學徐善慧《材料化學》分層膠束結構和快速粘合性的可注射酚醛-殼聚糖自修復水凝膠
圖
6.快速凝膠化的自修復水凝膠的獨特功能：粘合性和凝膠中凝膠注射。
圖
7.培養14天期間嵌入水凝膠的MSC的形態和活力。
參考文獻
：
doi.org/10.1021/acs.chemmater.1c00028
版權聲明
：「
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【經典回顧】
中山大學吳進：高穩定/超靈敏/可拉伸/快響應/可穿戴水凝膠薄膜溫度傳感器
雙網絡水凝膠又一篇《Nature Materials》機器手和人手指在柔軟微圖案化基材上的流體彈性動力摩擦
深圳大學周學昌：可回收/焊接/機械耐用/可編程的液態金屬彈性體復合材料
展開 
這個小組時隔兩年Nature再獲突破：水凝膠使硬硬的結晶材料產生自修復行為
【引言】
隨著原子或分子組分之間相互作用的程度增加，材料通常變得更有序。 然而，高水平的結構有序性和柔性兩者并不一定是相互排斥的; 有許多生物和合成裝配體可以進行相當大的結構轉換而不會失去其結晶順序，并具有顯著的機械性能，這些機械性能可用于各種應用，例如選擇性吸附，分離，傳感和機械致動。然而，結構變化的程度和這種柔性晶體的彈性受到維持晶格組成部分之間連接網絡的限制。 因此，即使是最具動態性的多孔材料也趨向于脆性并被分離為微晶粉末，而柔性的有機或無機分子晶體不能在不破裂的情況下發生膨脹。 由于它們的剛性，結晶材料很少顯示出自愈行為。
【成果簡介】
Nature最新一期的報道中，加利福尼亞大學F. Akif Tezcan（通訊作者）團隊發表了題為“Hyperexpandable, self-healing macromolecular crystals with integrated polymer networks”的文章，研究發現具有水凝膠聚合物的大分子鐵蛋白晶體可以各向同性地膨脹至其原始尺寸的180％，并且超過其原始體積的500％，同時保持周期性排序和多面Wulff形態。即使相鄰的鐵蛋白分子在晶格膨脹時分離50埃后，它們之間的特定分子接觸可以在晶格收縮時重新形成，實現了迄今為止報道的原子級周期性和最高分辨率鐵蛋白結構的恢復。水凝膠網絡和鐵蛋白分子之間的動態結合相互作用賦予晶體有效抵抗碎裂和自愈的能力，而鐵蛋白分子的化學調整能夠在單晶內產生化學和機械分化的結構域。而在16年Tezcan還在加州大學圣地亞哥分校時就發表了一篇關于適應蛋白質晶體的材料，這種材料具有一種違背我們正常認知的屬性：當我們沿一個方向對其進行拉伸時，在與拉伸方向垂直的方向上，材料非但沒有變薄，反而變得更厚。
展開 ：軟骨啟發的非共價鍵組裝強韌化自修復材料
高強度、高延展性的室溫自修復材料在國防軍工、電子皮膚、人工肌肉等領域具有廣泛的應用前景?，F有研究大多通過動態鍵可逆交聯實現材料自修復，提高功能器件的可靠性和耐久性。但非共價鍵結合力弱，導致自修復材料強度較低，極大限制了其應用領域，如何制備兼具優異機械強度和高修復效率的柔性材料仍然是材料科學領域的重大挑戰。
圖1 軟骨啟發的非共價鍵組裝強韌化自修復材料設計策略
近日，四川大學張新星教授團隊基于非共價鍵驅動二維WS2納米片在水性聚氨酯（PU）中組裝，構筑仿軟骨膠原纖維的交織網絡結構，利用高密度氫鍵在界面處的聚集效應制備高強自修復材料（圖1）。研究者通過二維單分子層和天然多酚芳香結構間的疏水相互作用，將WS2剝離成單層或少層納米片，利用WS2納米片上絡合的單寧酸多羥基結構與PU基體間的強氫鍵相互作用，構筑納米組裝網絡及高密度界面氫鍵，制備了拉伸強度達52.3 MPa，斷裂韌性282.7 MJ·m–3，斷裂伸長率1020.8%，修復效率80-100%的室溫自修復材料（圖2），遠高于現有自修復材料。采用變溫紅外光譜、界面結合能模擬、原位拉伸/小角x射線散射等表征計算了氫鍵網絡的斷裂重構及其界面增強機理。
圖2 WS2組裝納米網絡(a)，界面結合能計算(b)，及性能對比 (c)
通過這種仿軟骨編織結構及界面超分子網絡設計策略，有望制備力學性能媲美工程塑料，同時兼具優異自修復性能的高性能新材料，為航空航天、可穿戴電子等領域柔性器件的安全可靠運行提供關鍵材料。
展開 ：室溫快速自修復可拉伸柔性透明電磁屏蔽材料
集成在FOE中的透明電磁屏蔽材料是一類可行的方案，而由于在需要在各種變形的動態場景中長期使用，難以避免的會遭受磨損，從而對器件功能產生不良影響，因而材料的柔韌性和自愈能力也至關重要。
受生物組織能夠自主恢復損傷的啟發，眾多科研工作者們致力于賦予人工合成聚合物自/可修復的能力。然而已經開發出的自/可修復材料多限于修復材料的機械性能，對材料的功能損傷無能為力?？赏ㄟ^向自修復聚合物材料中摻雜剛性無機填料（如MXene、石墨烯、碳納米管、氮化硼納米片等）來實現材料的多功能化，然而，大量的剛性填料抑制了聚合物分子鏈的動態性，大大降低了材料的修復速度和修復效率，限制了功能自修復材料的應用。
為了在多種變形場景下正常發揮功能，理想的材料除了應具備良好的柔韌性，室溫下的修復速率也極為重要，且應具有抗拒已經產生的裂紋及缺口繼續延伸的能力，從而使得材料在頻繁變形的過程中仍能有效恢復損傷。為此，南京理工大學化工學院傅佳駿教授與南京林業大學化學工程學院徐建華副教授和南京大學電子科學與工程學院蒲殷副教授合作，從分子設計的角度出發，以柔韌性較好的聚二甲基硅氧烷為基礎，采取打破結晶，激活硬相氫鍵的策略，將兩種低透明度的聚合物轉變成具有高透明度的聚脲彈性體，同時大大提高其室溫自修復效率。制備的材料能在10 min內完全修復機械性能，柔性優異（楊氏模量低于1 MPa）。此外，該材料還具有極高的透明度（>94%）和優異的抗撕裂性能（>800%），為該材料在FOE中的應用提供了可能。基于上述特性，研究團隊將銀納米線滲流網絡半嵌入該彈性體表面，最終獲得的材料擁有超過60%的透明度，即使在拉伸50%應變時，仍具有超過20dB的EMI 屏蔽效果。
展開 南京大學李承輝、左景林和斯坦福大學鮑哲南合作：在高強度自修復材料方面取得新進展
自修復材料由于可以有效地延長材料的使用壽命、提高材料安全性以及減少廢棄物的產生，在航空、軍工、建筑以及工程等領域中有著重要應用而受到廣泛關注。經過多年的發展，自修復材料的研究已經從探索新類型和新機理走向了功能化和應用化。為了滿足實際應用中對材料強度的需求，開發具有優異機械性能的自修復材料成為目前的研究熱點。但是，對大多數自修復材料而言，優異的機械性能和自修復性能往往難以兼得。一般而言，具有較強化學鍵的材料其機械強度高，但是由于化學鍵的動態性和鏈的流動性差，難以實現自修復；基于較弱化學鍵的材料無需外界刺激便可實現自修復，但是材料力學強度低，難以應用。因此，如何設計合成出兼具優良力學性質和自修復性質的材料是一個極具挑戰性的難題。
近年來，南京大學化學化工學院、配位化學國家重點實驗室李承輝副教授和左景林教授等與美國斯坦福大學鮑哲南教授合作在高強度自修復材料的研究中取得了系列進展。他們利用強弱配位鍵的結合，設計合成了高彈性的自修復材料（Nat. Chem., 2016, 6, 619-625）。通過高強度可逆硼氧鍵的引入，利用“少而精”的策略制備了一種水觸發的硬質自修復材料（Adv. Mater., 2016, 28, 8277；ZL201610299402.5）。同時，基于“積弱成強”的設計策略，他們還通過大量的羧基-Zn(II)弱配位作用制備了一種高強度的剛性自修復材料，該材料在3D打印和醫用外固定支架方面體現出了良好的應用前景（Nat. Commun., 2018, 9, 2725；ZL201610504231.5）。
最近，他們又通過在高分子鏈中引入熱力學穩定而動力學活潑的配位鍵，實現了高韌性材料的室溫自修復。通過分子設計，他們合成了一類基于雙亞胺鍵的變齒配體（Alterdentate Ligand，一類可向金屬離子提供一個以上等價配位點的配體）。
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