材料可能導致自我修復的智能手機

從漫威宇宙中獲得啟發，研究人員報告說，他們開發了一種自我修復的聚合物材料，著眼于可以自我修復的電子和軟機器人。材料是可拉伸和透明的，傳導離子產生電流，有一天可以幫助你破碎的智能手機再次回到一起。

“當我年輕的時候，我的偶像是來自X戰警的金剛狼，”王超博士說。“他可以拯救世界，但只是因為他可以治愈自己。一種自我修復的材料，當被雕刻成兩部分時，可以像沒有發生任何事情一樣回到過去，就像我們的人類皮膚一樣。我一直在研究自我創造 - 使用鋰離子電池，因此當您放下手機時，它可以自行修復并持續更長時間。“

自修復的關鍵在于化學鍵合。Wang解釋說，材料中存在兩種類型的債券。存在共價債券，它們很強大，一旦破裂就不易改革; 和非共價債券，它們更弱，更有活力。例如，將水分子彼此連接的氫鍵是非共價的，不斷地斷裂和重整以產生水的流體性質。“大多數自愈合聚合物形成氫鍵或金屬 - 配體配位，但這些不適用于離子導體，”Wang說。

加州大學河濱分校的Wang團隊改為使用一種稱為離子 - 偶極相互作用的不同類型的非共價鍵，即帶電離子和極性分子之間的力。“離子 - 偶極相互作用從未用于設計自修復聚合物，但事實證明它們特別適用于離子導體，”Wang說。材料開發的關鍵設計理念是使用極性，可拉伸的聚合物，聚(偏二氟乙烯 - 共六氟丙烯)，以及可移動的離子鹽。聚合物鏈通過聚合物中的極性基團與離子鹽之間的離子 - 偶極相互作用彼此連接。

得到的材料可以拉伸到通常尺寸的50倍。在被撕成兩半后，材料在一天內自動完全縫合在一起。

作為測試，研究人員通過在兩層離子導體之間放置非導電膜來產生“人造肌肉”。新材料對電信號做出反應，為這些人造肌肉帶來運動，之所以這么命名，是因為生物肌肉同樣會響應電信號而移動(盡管王的材料并非用于醫療應用)。

為了下一步，研究人員正致力于改變聚合物以改善材料的性能。例如，他們正在惡劣條件下測試材料，例如高濕度。“以前的自愈合聚合物在高濕度下效果不佳，”王說。“水進入那里并弄亂了。它可以改變機械性能。我們目前正在調整聚合物本身的共價鍵，以使這些材料為實際應用做好準備。“