日本理化学研究所研发自修复聚合物
2025-11-10 14:19
来源:理化学研究所
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理研可持续资源科学中心的研究人员成功开发出一种新型自修复聚合物,该材料可高效负载金纳米颗粒,形成兼具柔韧性与自愈能力的柔性导体,为可穿戴设备及机器人领域提供创新解决方案。相关成果已发表于《美国化学会志》。

这种自愈导体在被切割(中图)后,当断裂的部分重新连接在一起时,能够自我修复(右图)。

传统导电材料因脆性高、柔韧性差,难以适应可穿戴设备与机器人对反复弯曲的需求。研究团队负责人侯兆敏教授指出:“机械损伤会显著降低材料可靠性并缩短使用寿命,而自愈功能可有效修复损伤,恢复性能。”为此,团队采用硫醚基团修饰聚烯烃的策略,通过新型催化剂实现烯烃共聚反应的可控性,成功制备出具备自修复能力的聚合物基底。

实验数据显示,硫醚功能化聚合物与金涂层结合后,展现出超乎预期的耐久性——在50次胶带剥离测试中仍保持稳定。侯教授解释称:“硫与金的天然亲和力确保了界面结合的牢固性,这是传统材料难以实现的。”该聚合物不仅继承了聚烯烃低成本、高机械强度及化学稳定性的优势,还通过催化剂控制实现了功能多样化,为柔性导体的大规模应用奠定基础。

目前,团队正探索不同聚烯烃构建单元的组合,计划开发更高耐久性的自修复聚合物系列。侯教授表示:“这项技术不仅限于柔性导体,还可扩展至其他先进技术领域,推动材料科学的边界。”

更多信息: Mingjun Chi 等人,《硫醚功能化自修复聚烯烃用于柔性导体》,《美国化学会志》 (2025)。期刊信息: 《美国化学会志》

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