基于动态二硫键和氢键双重修复机制的聚氨酯设计

《ACS Applied Engineering Materials》：Design of Polyurethane Based on a Dual-Repair Mechanism of Dynamic Disulfide Bonds and Hydrogen Bonds

自修复聚氨酯弹性体通过动态二硫键和氢键协同设计实现室温高效自修复（24 h修复效率74.35%），具备4.64 MPa拉伸强度、1670%延伸率等优异机械性能，其应变传感器可高灵敏度检测人体运动。

　　

自修复聚氨酯能够确保柔性应变传感器的稳定运行。然而，在室温下实现高效自修复同时保持高机械韧性仍然是一个重大挑战。在这里，我们提出了一种由动态二硫键和氢键共同驱动的分子设计方法，并将Penta-EG引入聚氨酯的主链结构中，形成特定的层次化氢键结构，从而提高其生物相容性。基于这一设计，我们成功制备出一种在室温下具有自修复性和高韧性的弹性体。经过24小时的室温修复后，该弹性体的修复效率达到了74.35%，并且表现出优异的机械性能（拉伸强度为4.64 MPa，断裂伸长率为1670%，撕裂能为15,492.9 J/m2，穿刺能为125.3 mJ）。此外，所制备的应变传感器具有高灵敏度，可用于检测人体运动。