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具有发光和自修复性能的交联诱导温敏水凝胶
摘要： 具有热响应性的自修复水凝胶的开发对人工智能材料至关重要。本文通过交联诱导热响应（CIT）机制，设计了具有可逆热响应的自修复水凝胶。该水凝胶由含酮基的共聚物（带有四苯乙烯TPE单元）制备，并通过含萘的酰肼交联剂进行交联。研究人员深入研究了水凝胶的机械性能、发光特性、自修复能力及热响应行为。通过调节共聚物组成，水凝胶表现出热响应性，其最低临界溶解温度（LCST）可在高于或低于体温之间调控。同时，基于酰腙键的可逆特性，水凝胶展现出自修复性能。该水凝胶还基于TPE单元的聚集诱导发光（AIE）特性，表现出温度调控的发光行为。
关键词： 热塑性弹性体、交联诱导的温敏性、水凝胶、自修复、发光
更新于2025-11-14 15:27:09
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可逆自修复技术：保持复合材料光学透明性并修复机械损伤
摘要： 本研究聚焦于聚合物/纳米粒子复合材料中光学性能、表面粗糙度、接触角滞后及浅划痕的修复。通过制备一系列不同醋酸丁酸纤维素（CAB）浓度的三元复合混合物[环氧树脂/埃洛石纳米管（HNTs）/CAB]并进行系列机械损伤测试，基于力学增强和耐磨性确定最佳纳米粒子浓度为1.0体积%，CAB浓度为3.0体积%。采用纳米级划痕、微米级落砂试验和宏观Taber磨耗仪对表面造成损伤后，加热可使诱导损伤（深度达数百纳米的粗糙度和表面划痕）自愈。当温度超过聚合物复合材料半互穿网络结构的软化转变温度时，CAB会迁移至微裂纹中，关键力学参数（模量、强度、断裂应变）得以恢复；在本研究的环氧树脂/HNTs/CAB体系中，光学透明度也高效复原。CAB还会迁移至宏观空气/样品界面并优化表面特性，使水滴滚落角从约90°降至约20°。通过选择不同分子量的CAB添加剂，可调控修复温度。
关键词： 机械的、多功能的、透明的、复合材料、自修复
更新于2025-10-22 19:40:53
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由果胶和含四苯乙烯的聚合物制备的具有生物降解性的发光自修复水凝胶
摘要： 自修复水凝胶在生物科学领域具有广泛应用。本研究以TPE-[P(DMA-stat-DAA)]2与酰肼功能化果胶为原料制备了自修复水凝胶。含TPE的聚合物赋予水凝胶发光特性，而果胶使其具备生物降解性。结果表明：果胶酰肼可通过肼解法便捷制得；该水凝胶无需额外刺激即可形成发光体系并实现自修复。更重要的是，其发光强度高于聚合物溶液——这是因为TPE单元在疏水性果胶环中聚集并触发了聚集诱导发光(AIE)效应。由于采用可降解果胶，该水凝胶能自然降解，未来生物应用中无需担忧毒性问题。
关键词： 自修复、水凝胶、热塑性弹性体、果胶、发光
更新于2025-09-23 15:23:52
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构建自修复内电场以实现可持续增强的光催化作用
摘要： 内部电场的构建通常被认为是提升光催化性能的有效策略，因其对电荷分离具有重要作用。然而静态内电场易受内外屏蔽效应影响而趋于饱和，从而使其对光催化的促进作用迅速消失。本研究基于仿生简谐振动原理，成功为设计的螺旋结构复合微纤维聚偏氟乙烯/氮化碳（PVDF/g-C3N4）赋予自修复内电场特性。通过瞬态光电压和光致发光技术重点表征了内电场的饱和与恢复过程，结果表明该内电场约10分钟即达到饱和状态，并在重建压电势作用下实现刷新。实验显示光生载流子寿命约为10??秒，而自修复内电场显著增加了有效载流子数量。这些发现为自修复内电场在电荷转移行为中的作用提供了直接实验证据。本工作开创了光催化剂设计新策略，有望为解决能源短缺与环境问题开辟新途径。
关键词： 电荷分离、光催化、微流控技术、仿生学、自修复
更新于2025-09-23 15:23:52
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具有光热诱导自修复、可重构形状记忆及可回收能力的生物基弹性体
摘要： 光热诱导自修复与形状记忆材料因技术应用的快速增长和环境需求而备受关注?；费跆烊幌鸾海‥NR）作为一种具有优异力学性能、耐候性和气密性的生物基弹性体，赋予其可回收、光热诱导自修复及形状记忆特性具有重要意义。本研究报道了一种通过酯化反应将ENR与十二烷二酸（DA）交联的简便方法，并在交联过程中同步引入少量苯胺三聚体（ACAT，一种低聚苯胺）。最终制得具有可回收、自修复及多重响应特性的共价交联ENR-DA-ACAT玻璃态网络材料，该材料还具备多种功能。高温下的酯交换反应使该ENR基玻璃态网络材料具备再加工与自修复能力，即便经历三次连续断裂/模压循环仍能保持力学性能。此外，通过引入ACAT，该玻璃态网络材料还对近红外（NIR）光和pH产生响应，且发现ACAT可作为催化剂加速酯交换反应。研究进一步证实，ENR-DA-ACAT玻璃态网络材料可用于构建可重构形状记忆聚合物——重构过程中形状固定率与形状恢复率均超过95%，并通过NIR辐照实现多级形状记忆性能，这为ENR在驱动器领域的广泛应用提供了潜在可能。
关键词： 自修复、可重构形状记忆、光热效应、可回收、酯交换反应、ENR
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于PANI/nw-WO2.7/Au纳米颗粒电极和凝胶电解质的电致变色自修复多功能超级电容器
摘要： 具有多种功能的超级电容器因其对现代电子设备的关键作用而持续受到关注。除柔性与透明性外，研究还聚焦于超级电容器的电致变色特性——该特性可用于指示设备剩余容量。自修复超级电容器还能在机械损伤后自动恢复储能性能，从而展现出卓越的可靠性与维护便利性。本文报道了一种制备兼具电致变色与自修复特性的柔性超级电容器的简易策略：通过经典变色材料聚苯胺（PANI）与氧化钨纳米线（WO2.7 NWs）协同作用来拓宽电化学窗口并赋予电极材料电致变色性能；随后喷涂金纳米颗粒（Au NPs）以进一步提升电化学导电性；此外合成新型自修复水凝胶作为固态电解质；最终组装的对称型超级电容器器件展现出61 mF/cm2的面电容及优异稳定性。该设计首次实现了集柔性、透明性、变色功能与自修复特性于一体的多功能超级电容器，为满足下一代电子器件需求提供了新的集成策略。
关键词： 面电容，超级电容器，自修复，柔性，电致变色
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于硼酸酯的动态共价离子液体凝胶，用于可自愈、可回收且可塑形的光学器件
摘要： 动态共价离子液体（IL）凝胶已被证明是软性光学器件的理想材料，它们兼具其他动态凝胶的优势且避免了收缩问题。由该凝胶制成的平凸透镜焦距可调，由其制成的棱镜则展现出优异的分光性能。受损器件可通过自修复或重新塑形恢复功能。
关键词： 可延展光学器件、可回收、硼酸酯、动态共价离子液体凝胶、自修复
更新于2025-09-23 15:21:21
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用于选择性激光烧结的动态可修复聚氨酯
摘要： 选择性激光烧结（SLS）是主流的3D打印技术之一。该技术面临的主要挑战在于缺乏具有更高Z向强度的新型聚合物粉末材料。本研究采用动态聚合物来解决这一SLS技术难题。为验证该构想，我们考察了含有动态卤代双酚氨基甲酸酯键的新型交联聚(氯酚-聚氨酯)(PCP-PU)和聚(溴酚-聚氨酯)(PBP-PU)。所获得的动态聚氨酯不仅具备优异的机械强度与自修复效率，还保持了SLS加工性能。小分子模型研究证实了氯代双酚氨基甲酸酯的动态可逆特性——其在120°C解离为异氰酸酯和羟基，在80°C重新结合（通过核磁与红外光谱验证）?；谧灾瓶尚薷碢BP-PU粉末成功实现了SLS三维打印。通过动态化学键连接（而非传统物理缠结）显著改善了相邻SLS层间的界面相互作用，从而提升Z向力学强度。经SLS加工的PBP-PU样品X轴拉伸强度约23MPa，断裂伸长率约600%，Z轴拉伸强度达到X轴的88%，远高于对照TPU样品（约56%）。
关键词： 3D打印、自修复、选择性激光烧结、聚氨酯
更新于2025-09-23 15:21:01
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金属薄膜的片上快速自修复
摘要： 自修复行为（即自主抵消损伤的能力）存在于某些无机材料中，近期已扩展至多种人工系统。金属材料的修复通常需要通过炉内热处理进行热激活以促进损伤修复。然而高温处理使得这些方法无法适用于芯片微电子元件等温度敏感系统。本研究通过设计镍/铝多层膜作为芯片内置热源，展示了一种无需外部退火的金属薄膜按需修复新概念。该工艺基于利用热源中固态反应产生的孤立自持热波来焊接不同金属薄膜中的裂纹。修复过程在室温下通过极小电流输入即可激活，原位探测显示其能在1毫秒内实现高达500纳米宽裂纹的显著电导率恢复，速度比传统炉式方法快数个数量级。这种本征热源修复为金属薄膜的快速芯片内修复提供了独特方案，将为从植入式医疗设备到太空探测器仪器等难以触及的电子系统防失效提供新的技术灵活性。
关键词： 反应性多层膜、自修复、内热源、薄膜
更新于2025-09-23 15:21:01
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有机卤化铅钙钛矿：在伽马射线辐射下比玻璃更稳定
摘要： 有机卤化物金属钙钛矿已成为有望用于太空太阳能电池和辐射探测器的半导体材料。但目前缺乏对其工作条件下稳定性的研究。本文报道了钙钛矿太阳能电池在伽马射线与可见光同时辐照下的稳定性研究。结果显示，在连续接受伽马射线与光照辐照1535小时后（累积剂量达2.3兆拉德），钙钛矿活性层仍保持初始光电转换效率的96.8%。与之形成鲜明对比的是，相同辐照条件下玻璃基底出现明显的透光率衰减。这种优异的稳定性源于钙钛矿能通过自修复行为恢复早期伽马射线辐照导致的效率损失。缺陷密度表征表明伽马射线辐照不会产生电子陷阱态。这些发现证实了钙钛矿材料在辐射探测器和太空太阳能电池应用中的潜力。
关键词： 伽马射线辐射、太阳能电池、自修复、有机卤化物钙钛矿、外太空、稳定性
更新于2025-09-23 15:21:01