吉林大学孙俊奇教授：聚合物薄膜宽且深的损伤的自修复
自修复/可修复聚合物材料能自动或者在外在刺激的作用下修复自身损伤，自从20世纪70年代后期以来引起了重大关注。这些材料可分为外植型和本征型两大类。聚合物链的迁移率决定本征型自修复聚合物材料的自修复能力。因此，本征型自修复聚合物薄膜的宽的损伤的修复以聚合物链的高迁移率为前提。层层自组装聚合物复合膜受到机械损伤后，在保留它们的结构和功能表现出了巨大的潜力。更重要的是，精确控制层层自组装膜的化学成分、结构和聚合物链的构象，可以制备不同的功能性自修复膜，以及对自修复机理进行研究。虽然层层自组装膜的修复的机理已经被完全证实，但聚合物薄膜的宽且深的损伤的修复的因素还没被深入研究。
近日，吉林大学的孙俊奇教授、博士生王燕等在学术期刊ACS Appl. Mater. Interfaces上发表了题为Polymers with a Coiled Conformation Enable Healing of Wide and Deep Damages in Polymeric Films的文章。该文用简便的方法开发了具有卷曲构象的聚合物，制备了能修复自身的宽的损伤的层层自组装聚合物膜。这种膜由交替沉积的带正电荷的、具有卷曲构象的聚氨酯和聚丙烯酸组成。聚氨酯的构象从卷曲构象转化为舒展构象，使聚氨酯和聚丙烯酸链发生迁移，从而修复聚氨酯/聚丙烯酸膜的宽度是膜厚6倍的损伤。
图1.（a）聚氨酯的结构；
（b）聚氨酯分别在水中（左）、在乙醇/水混合物中（右）；
（c）聚氨酯在水中和在乙醇中的示意图；
（d）乙醇的摩尔浓度不同的乙醇/水混合物中的聚氨酯纳米颗粒的水力学直径；
（e）聚氨酯在乙醇/水混合物中的透光率
示意图1.采用旋涂-逐层自组装技术制备(PAA/PU)*n-water film的示意图
图2.（a）(PAA/PU)*n-water film的厚度和膜的沉积次数呈函数关系；
（b）(PAA/PU)*n-water film的AFM图；
（c-e）(PAA/PU)*n-water film的宽约40μm的切口在修复前（c）、在乙醇中修复5分钟（d）和10分钟（e）后的SEM图；
（f）图（c）中的膜在水中浸泡60分钟
图3.（a）(PAA/PU)*m-ethanol film的厚度和膜的沉积次数呈函数关系；
（b）(PAA/PU)*100-ethanol film的AFM图；
（c,d）(PAA/PU)*100-ethanol film的宽约41μm的切口在乙醇中浸泡20分钟前、后（c、d）的SEM图；
（e,f）图（c）中的膜在水中浸泡20分钟后的SEM图（e）和截面SEM图（f）。内图是(PAA/PU)*100-ethanol film在乙醇中浸泡前的截面SEM图
图4.（a）(PAA/PU)*50-water film的杨氏模量和它的纳米压痕的深度呈函数关系；
（b）(PAA/PU)*50-water film分别在乙醇中和在水中的储能模量
图5.分别浸泡在乙醇和水中的[(PAA/PU)*20/(PAA@LYC/PU)*5/(PAA/PU)*2]-water films的荧光恢复结果和它们的浸泡时间有关
作者用新颖的方法制备了自修复聚合物膜。这种膜具有优异的自修复性，能修复切口宽度为膜厚6倍的切口。作者的研究表明了聚合物的构象是制约聚合物膜的修复能力的关键因素。合理地控制聚合物的构象和它们的相互转化，可以制备能修复自身的大的损伤的的自修复聚合物材料。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facsami.8b10277
来源：材料人网
免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：info@polymer.cn
斯坦福大学鲍哲南教授：通过纳米结构导电网络在高分子基质中的动态自我重构，实现了自修复电子皮肤的多功能系统集成
中科院化学所董侠研究员：利用相锁定动态键设计的无色透明高强快速自修复弹性体
合肥工大从怀萍教授课题组和中国科大俞书宏教授课题组合作：自修复超级可伸缩弹性导体材料的研制取得重要进展
南京大学李承辉副教授、左景林教授课题组制备出高强度刚性自修复材料用于3D打印和医用外固定支架
南京大学贾叙东教授课题组和斯坦福大学鲍哲南教授课题组合作在自修复电容传感器研究方面取得进展
关注高分子科学技术 👉
长按二维码关注
诚邀投稿
欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群，请先加审核微信号PolymerChina （或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。