“全天候”自愈合材料的超级电子皮肤问世

2020年06月09日 10:25 次阅读 稿源:科技日报 条评论

日前,天津大学张雷、杨静团队成功研发“全天候自愈合材料”。该材料性能在严寒、深海和强酸碱等极限条件下快速自愈合,有望成为机器人、深海探测器和极端条件下各类高科技设备的“超级电子皮肤”。相关成果已经在国际权威期刊《自然·通讯》发表。

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据介绍,自愈合材料采用先进的超分子技术合成。顾名思义,这类材料可以不借助外界能源,模仿人类皮肤组织进行自我修复,从而显著提高材料的使用寿命和安全性,因此在电子皮肤、海洋涂料、生物医药等领域具有广阔应用前景。长期以来,现有的自愈合材料一直在极地严寒、深海水下、强酸强碱等条件下表现不佳,如何在极端环境下快速自我修复成为自愈合材料难以逾越的技术瓶颈。

天津大学张雷、杨静团队利用不同性质的亲水基团与双硫基团,成功合成了可在多种极端条件下快速自愈合的弹性体材料。团队充分利用了不同动态键的协同相互作用,使材料在不借助任何外界能源的条件下,能够同时实现高弹性、高拉伸性和快速修复损伤的功能。根据实验结果显示,这种新型自愈合材料在室温下可实现10分钟内快速愈合,愈合后可承受超过自身重量500倍的重物。在零下40摄氏度低温、过冷高浓度盐水下甚至在强酸强碱性环境中都表现出了高效的自愈合性能,堪称一种优异的“全天候”自愈合材料。

“这种新型自愈合材料对海洋工程、极地、高空、工业废水处理等极端环境作业具有重要意义。”据张雷教授介绍,“下一步我们计划将材料应用于电子皮肤传感器,让极限环境下的机器人能够感知体表的压力、水流、温度等,为先进电子设备打造真正的‘智能皮肤’。”

陈曦  焦德芳

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