一种具有超支化结构的高度可伸缩和室温自愈

在室温下制备具有高度可拉伸性和自愈性的与生物肌肉相似的高分子材料是一个挑战。以氨基修饰的聚二甲基硅氧烷(PDMS-NH2)、二硫代二苯胺(DTDA)和硫辛酸(TA)为原料，合成了具有多个氢键和动态二硫键的超支化有机硅聚合物(HPSi)。氢键的“游离”部分促进了与相关互补部分的动态相互作用，有效提高了修复效率。随着超支化程度的增加，超分子分支单元给聚合物带来了更多的可逆键，因此室温下HPSi的愈合率呈上升趋势可达96.9%。多个可逆氢键作为牺牲键，在二硫键的帮助下有效地耗散了外力产生的能量，弹性体的拉伸性能得到了提高，断裂伸长率达%。

图1.超支化有机硅聚合物的制备过程示意图

这种先进的材料得益于HPSi的新型超分子网络设计和协同动态多氢键和可逆二硫化物的影响，可以自发地相互作用实现了常温下高效的外部刺激网络重构。这种超分支结构设计可以扩展到其它动态可逆的聚合物交联网络，从而发展室温自愈合和高度可伸缩的弹性体。这种具有良好力学性能的肌肉状自愈超支化弹性体在软机器人、电子器件和涂料等领域具有巨大的应用潜力。

图2.(a)自愈机制示意图；(b)破碎的超支化有机硅聚合物弹性体经自修复后基本恢复力学性能；(c)自愈前后超支化有机硅聚合物弹性体裂纹的立体显微镜图像。

参考文献：

KaimingZhang,ZheWang,JunhaoZhang,YuetaoLiu*,ChenzhengzheYan,TongxiHu,ChuanhuiGao,YuminWu.EuropeanPolymerJournal,,,.

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