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  2026年2月11日，鄭州大學姚偉睛副研究員、魏從副教授以及劉旭影教授團隊在Advanced Functional Materials上發表了題為“Photothermally Triggered Self-Healing Polyurethane Elastomers for Multifunctional Thermochromic Fluorescence Devices”的研究成果。本研究提出一種光響應自修復以及變色熒光材料。通過在聚氨酯基體中引入光熱轉換材料以及溫度響應變色熒光材料，實現光觸發自愈合以及熒光變色。該體系展現了光熱系統在信息防偽與先進光學器件中的應用潛力。

  自愈聚合物材料在保護涂層和生物醫學系統中備受關注。然而，大多數現有的自愈系統多依賴熱激活，這限制了其在環境或局部條件下的適用性。本研究報道了一種光熱觸發的自愈合聚氨酯彈性體（PUM），將二氧化鉬（MoO₂）納米材料整合進包含二硫鍵和氫鍵的動態聚合物網絡中。它在陽光或近紅外（NIR）照射下實現了寬譜光譜吸收，在此過程中MoO₂能夠高效地將光轉化為局部熱量，激活可逆鍵交換，從而實現快速、自主的損傷修復。（圖1）

圖1 PUMs彈性體的分子結構設計示意圖。

  制備出的非晶結構的PUMs樣品具有良好的熱穩定性。體系隨著MoO₂摻雜含量的提高，其光透過率明顯下降，機械性能先升高，后下降。其中摻雜含量為0.04%的PUM-2樣品展現出優越的機械性能，拉伸強度為40.8 MPa，斷裂伸長率為1225.5%，韌性為189.6 MJ m?3。PUMs系統的機械強化主要源于填充劑誘導的物理強化機制，輔以弱相互作用。均勻分布的MoO₂顆粒作為剛性應力傳遞中心，限制聚合物鏈在變形下的遷移率，促進網絡中更高效的應力分布。同時，薄弱的界面氫鍵和MoO₂-聚氨酯界面的物理吸附增強了載荷傳遞效率。（圖2）

圖2 PUMs的結構與性能表征

  PUMs展現出良好的光熱轉換能力與光熱穩定性，其在模擬太陽光和近紅外光照下均能夠實現快速升溫，滿足聚氨酯自愈合的需要。（圖3）

圖3 PUMs的光熱轉換性能。

  基于PUM材料的自愈合能力，該系統在受損后通過近紅外激光照射即可快速修復，且無需外部熱源或化學修復劑，完全消除裂紋恢復機械性能，具備快速響應和高效修復的優勢。在980nm的近紅外激光照射下，其表面裂紋在2 min內就完全愈合。機械自愈合結果也表明，其在980nm的激光照射后具有較高的自愈合效率。（圖4）

圖4 PUM-2的愈合性能表征

  為進一步擴展功能，將熱致變色熒光基團LaNbO₄:1%Bi³⁺/0.5%Eu³⁺引入到PUM中，實現了在980 nm照射下可逆變色熒光的信息防偽裝置，其熒光顏色會隨著溫度的升高發生明顯變化。FPUM可以很容易地加工成可打印的發光油墨，用于信息加密和光學顯示領域。（圖5）

圖5 基于PUM的多功能熒光光學器件

  原文信息 https://doi.org/10.1002/adfm.202531865