我國研發(fā)可全天候自愈合材料的超級電子皮膚，或?qū)⒂糜陔娮悠つw傳感器

日前，天津大學(xué)張雷、楊靜團(tuán)隊成功研發(fā)“全天候自愈合材料”。該材料性能在嚴(yán)寒、深海和強(qiáng)酸堿等極限條件下快速自愈合，有望成為機(jī)器人、深海探測器和極端條件下各類高科技設(shè)備的“超級電子皮膚”。相關(guān)成果已經(jīng)在國際權(quán)威期刊《自然·通訊》發(fā)表。

據(jù)介紹，自愈合材料采用先進(jìn)的超分子技術(shù)合成。顧名思義，這類材料可以不借助外界能源，模仿人類皮膚組織進(jìn)行自我修復(fù)，從而顯著提高材料的使用壽命和安全性，因此在電子皮膚、海洋涂料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。長期以來，現(xiàn)有的自愈合材料一直在極地嚴(yán)寒、深海水下、強(qiáng)酸強(qiáng)堿等條件下表現(xiàn)不佳，如何在極端環(huán)境下快速自我修復(fù)成為自愈合材料難以逾越的技術(shù)瓶頸。

天津大學(xué)張雷、楊靜團(tuán)隊利用不同性質(zhì)的親水基團(tuán)與雙硫基團(tuán)，成功合成了可在多種極端條件下快速自愈合的彈性體材料。團(tuán)隊充分利用了不同動態(tài)鍵的協(xié)同相互作用，使材料在不借助任何外界能源的條件下，能夠同時實現(xiàn)高彈性、高拉伸性和快速修復(fù)損傷的功能。根據(jù)實驗結(jié)果顯示，這種新型自愈合材料在室溫下可實現(xiàn)10分鐘內(nèi)快速愈合，愈合后可承受超過自身重量500倍的重物。在零下40攝氏度低溫、過冷高濃度鹽水下甚至在強(qiáng)酸強(qiáng)堿性環(huán)境中都表現(xiàn)出了高效的自愈合性能，堪稱一種優(yōu)異的“全天候”自愈合材料。

“這種新型自愈合材料對海洋工程、極地、高空、工業(yè)廢水處理等極端環(huán)境作業(yè)具有重要意義?！睋?jù)張雷教授介紹，“下一步我們計劃將材料應(yīng)用于電子皮膚傳感器，讓極限環(huán)境下的機(jī)器人能夠感知體表的壓力、水流、溫度等，為先進(jìn)電子設(shè)備打造真正的‘智能皮膚’?！?/p>