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成都生物所在自愈合导电弹性体研究中获进展

  有机导电材料既具有金属的导电性又如有机材料般柔顺可加工,在军事、能源、生物化学传感器等方面有广阔的应用前景。然而,其在制造和使用过程中,在光、热、机械力等环境因素作用下,容易产生局部损伤或微裂纹,造成元件的性能故障,甚至造成整个系统的瘫痪和报废。近年来,基于生物体损伤愈合的概念,具有自愈合特性的功能材料研究成为学者们关注的重点。但目前,有关自愈合导电材料的研究尚处于初步阶段。 
  中国科学院成都生物研究所李帮经研究员长期致力于基于环糊精主客体识别的功能性自愈合材料研究。利用表面接枝环糊精(β-CD)的碳纳米管(SWCNT)与含有客体金刚烷基团(Ad)的甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)进行组装,然后将包合物和HEMA单体在特定溶剂中按照一定的比例共聚,成功制备了具有自愈合功能的导电弹性材料。研究表明:通过环糊精与客体基团之间的主客体识别,碳纳米管与HEMA形成了交联的三维网状结构,材料表现出良好的弹性和机械性能。由于碳纳米管密集堆积形成导电通路,弹性材料具有良好的导电性能。材料受损伤时,断面处存在大量游离的主客体基团,两断面重新接触后即可发生主客体相互作用导致材料自愈合。并且,三次自愈合循环后,材料的机械性能恢复50%以上,导电性能恢复90%以上。此外,该材料在湿度传感和接近感应领域亦有潜在的应用价值。相关文章发表在国际权威杂志Angewandte Chemie International Edition上(VIP paper)。 

  


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