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  隨著柔性可穿戴電子設備的發展，人們對材料的抗物理破壞性以及使用壽命等提出了更高的要求。具有自修復性的智能化器件有望解決這個問題。彈性聚合物基底材料是可拉伸器件的主要組成部分，設計并制備具有彈性自修復的基底材料是實現自修復可拉伸器件的重要手段。然而目前報道的可室溫自修復的材料彈性性能較差，如何實現基體材料和導電體的良好自修復性能，并保證其組合體具有良好的拉伸性能成為了一大挑戰。

  最近，南京大學化學化工學院賈敘東教授課題組和斯坦福大學鮑哲南教授課題組在《先進材料》合作發表了題為“ Elastic Autonomous Self-healing Capacitive Sensor based on a Dynamic Dual Crosslinked Chemical System”的文章。南京大學張秋紅副研究員、斯坦福大學牛思淼博士以及南京大學碩士王麗為本文的共同第一作者。

  此前，張秋紅副研究員與其他研究人員合作，利用四重氫鍵（UPy）作為動態交聯中心引入聚氨酯體系，制備出可拉伸170,00%且可在室溫修復的材料，但該類材料具有比較大的遲滯，彈性回復性能不理想（JACS，2018, 140, 5280–5289）。

  為實現彈性和室溫自修復兼具的目標，研究人員采用了結合能較強的姜黃素-銪離子動態金屬配位鍵與結合能較弱的動態氫鍵復合的概念，在聚合物體系中形成了雙重動態交聯并且具有微相分離結構，最終實現了兼具彈性性能和高效自修復性能的彈性體材料。所制備材料的拉伸斷裂強度可達1.8 MPa，斷裂形變~900%；材料在拉伸500%之后，30 min內能恢復到原始狀態。同時受損材料在25 °C修復48 h后可達到98%的修復效率。

  研究人員利用該自修復材料與銀片進行復合，制備出具有自修復能力的導體，并進一步將這些導體印刷到自修復彈性體的表層和底層，形成如上圖所示的3×3陣列的九個小電容器。通過微處理器將每個點陣的信號收集處理并加以編程，最終實現密碼解鎖功能。為驗證器件的自修復性，將觸屏電容傳感器切割并再次拼接后，即便在拉伸80%的條件下仍舊能夠實現密碼解鎖功能。

  本項研究得到了國家自然科學基金（21404056），國家留學基金（201606195042），以及中央高校科研業務費的資助。高性能高分子材料與技術教育部重點實驗室以及配位化學國家重點實驗室在本項目研究中給予了大力支持。此外，南京大學李承輝副教授和劉春根教授參與了本文的討論并給出建議。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.201801435