含双硒聚氨酯弹性体:可见光诱导下的自修复

动态共价键在动态组合化学、响应性材料、自修复材料等体系中具有很多的应用。其中,自修复材料由于可以在一定条件下修复自身损伤,实现材料的循环利用,减少损耗,同时减少回收的成本,因此在材料科学中广受关注。发展新的、温和的修复响应体系,也是自修复材料发展的一个重点。

 

在国家自然科学基金委和科技部的支持下,我系许华平教授课题组利用该组所发展的可见光激活的双硒动态共价键(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 6781),制备了可见光响应的自修复材料。通过将短链的双硒键二醇单体、长链的聚四氢呋喃,与甲苯二异氰酸酯按不同比例进行聚合,成功制备了一系列含有双硒键的聚氨酯弹性体。这些弹性体具有在可见光下实现自修复的能力,由于含有的双硒键比例不同,材料具有不同的力学性能和修复能力。在温和的可见光照条件下,该材料即可实现较好的自修复。而如果在施加压力情况下光照,材料可以得到更好的自修复效果。由于可见光可以以激光的形式引入,而激光具有高光强、远程可控的优点,利用激光对材料进行修复,可以实现更加高效、更加迅速的远程自修复过程。随着激光的广泛应用,远程可控的自修复也有了许多潜在应用:对于难以到达进行修复的体系,可以利用激光在远程进行修复,如气象气球等在空中使用的物品等。通过向该材料内引入功能物质,如石墨烯、金属微纳米线、催化剂等,远程可控的功能修复也有望实现。该工作已发表在材料学期刊《先进材料》(Adv. Mater. DOI: 10.1002/adma.201503661)上。