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聚氨酯中石墨烯-碳纳米管二维重入式微蜂窝结构：高拉伸性、优异的电/热导率及改善的形状记忆性能
摘要： 软电子和可穿戴技术的快速发展对兼具机械变形与电子功能的材料提出了需求。特别是那些同时具备形状记忆特性（能随刺激反复发生机械变形）、高拉伸性及优异电/热传导特性的材料，有望成为未来应用中的智能驱动材料。我们以石墨烯-碳纳米管为材料，构建了具有回弹式微蜂窝结构的功能平台——其手风琴状的回弹结构赋予体系结构拉伸性，而纵横交错的连续导电通路则保障了导电性能。通过将形状记忆聚氨酯（SMPU）简单浸润至稳定的石墨烯/碳纳米管骨架中，我们制备出具有形状记忆功能的复合材料。最终获得的回弹式微蜂窝石墨烯-碳纳米管/SMPU复合材料同时展现出：5Ω·cm的较低电阻率、50%拉伸/释放状态下电阻变化小于10%、长期稳定性，以及卓越的拉伸形状记忆性能（包括95.6%的形状固定率和90.6%的回复率）。规则分布的石墨烯-碳纳米管结构为纯净SMPU柱体提供了异相成核位点并维持了晶体生长完整性，从而赋予材料优异的形状记忆特性。我们还搭建了便携电池供电电路，证实该回弹式石墨烯-碳纳米管/SMPU复合材料可作为应急断路器具有实际应用潜力。
关键词： 形状记忆、聚氨酯、回缩型石墨烯-碳纳米管、复合材料、冰模板自组装
更新于2025-09-23 15:23:52
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光、氧化还原及化学刺激驱动的多重触发超分子DNA/联吡啶二噻吩乙烯水凝胶在形状记忆与自修复中的应用
摘要： 介绍了基于多触发型DNA/联吡啶-二噻吩乙烯（DTE）杂化羧甲基纤维素（CMC）的水凝胶。DTE具有循环可逆的光异构化特性，可在作为电子受体的闭合态（DTEc）与不具备电子受体特性的开环异构体（DTEo）之间切换。其中一种体系包含合成经电子供体多巴胺位点修饰且带有自互补核酸链的CMC链。在DTEc和CMC支架存在下，通过多巴胺/DTEc供体-受体相互作用及双链核酸协同稳定形成刚性水凝胶。通过光诱导DTE光异构化或对多巴胺位点进行氧化还原反应，使超分子供体-受体相互作用产生循环可逆的形成与解离，从而获得刚度可调的水凝胶。另一种体系引入了由三种可选信号之一触发的刺激响应性水凝胶。这种刚性多触发型水凝胶由多巴胺/DTEc供体-受体相互作用及超分子K+稳定的G-四链体交联的CMC链构成。G-四链体在18-冠-6醚存在时可逆分离，加入K+后重新形成。该刚性水凝胶在光、氧化还原剂或K+/冠醚触发下实现高刚度与低刚度状态的可逆转变。这种杂化供体-受体/G-四链体交联水凝胶展现出形状记忆与自修复特性。通过采用三种不同触发方式和两种替代记忆编码（如多巴胺/DTEc或K+稳定的G-四链体），证实了水凝胶基质的可控形状记忆形成能力。
关键词： 水凝胶、自修复、化学刺激、DNA、氧化还原、形状记忆、光、多触发、联吡啶-二噻吩乙烯
更新于2025-09-09 09:28:46