南京林业大学研究生，南京林业大学研究生院
类似于生物体，自修复聚合物材料能够自主的修复使用过程中产生的微裂纹和局部损伤，从而修复其自身的机械性能以及恢复原有的特定功能。近年来，围绕自修复聚合物材料的设计及功能研究，南京林业大学青年教师徐建华博士已取得了系列研究进展。提出了仿生蜻蜓翅膀微结构的复合材料设计策略，将脆性断裂的高模量可修复材料转变为韧性断裂的强韧复合材料(Matter, 2021, 4, 2474.)；提出了基于氢键单元次级松弛运动的理论，设计合成了能够室温自修复的玻璃态聚氨酯材料(Angew. Chem., Int. Ed, 2021, 60, 7947.)；提出了动态硬相的设计策略，合成了高强高韧的本征修复聚氨酯材料(Adv. Funct. Mater, 2020, 30, 1907109.)；提出了多相活化氢键的设计策略，将无修复功能的聚脲弹性体转变为能够快速室温高效自修复的超延展材料并用于锂硫电池应用(Chem. Mater., 2019, 31, 7951；Appl. Phys. Rev., 2020, 7, 031304.)；提出了一种构建三维杂化网络结构的策略，制备出可大范围调节机械性能的室温自修复材料(Chem. Mater., 2018, 30, 6026.)；提出了完美模仿海参行为的新材料设计策略，仿生的材料同时兼具自修复和软硬可逆的功能(J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 24291.)；提出了二维纳米填料增强增韧的策略，制备出了具有高强度、高韧性的室温自修复复合材料(J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 5887)。
近日，徐建华博士以通讯作者身份，在材料科学领域国际权威学术期刊Materials Horizons (译名《材料视野》，影响因子13.266)，发表了题为”An Autonomously Ultrafast Self-Healing, Highly Colorless, Tear-Resistant and Compliant Elastomer Tailored for Transparent Electromagnetic Interference Shielding Films Integrated in Flexible and Optical Electronics“的研究论文，并受邀封底论文。南京林业大学为第一完成单位，南京理工大学傅佳骏教授以及南京大学蒲殷副教授为共同通讯作者，黄超伯教授、熊燃华教授积极参与了论文的指导工作。该成果得到了国家自然科学基金项目，江苏省自然科学基金，军委科技委基础加强项目，军委装备发展预研项目等资助。
柔性光电子器件(FOE)一直是科研界的宠儿，其在柔性显示、智能电子等领域都有着广泛的应用前景。随着FOE朝着小型化和高功率密度的方向发展，电磁(EM)辐射污染和干扰成为一项不可忽视的问题，其不仅危害人类健康，而且还严重威胁精密电子设备的灵敏度。因此，需要将高透光率的电磁屏蔽材料集成到FOE器件中来解决上述问题。然而，柔性光电子器件通常在高形变的工况下工作，故集成的柔性透明电磁屏蔽材料不可避免的会遭遇变形、撕裂和磨损等问题。因此，赋予柔性透明电磁屏蔽材料自主修复功能是至关重要的，这可保证其在FOE工作过程中持续屏蔽电磁波。
本文从分子设计的角度出发，通过无序组装结构打破规整聚合物链的结晶，有效激活了聚脲弹性体中的硬相氢键，将原本修复效率很低的两种聚脲转化成了能够超快室温自修复的无色透明聚脲弹性体，其能够在100 s修复划痕，10 min内完全修复机械性能。此外，该材料还具有极高的透明度(>94%)、优异的抗撕裂性能(>800%)、以及不错的柔性(杨氏模量<1 MPa)。基于上述特性，研究团队将银纳米线半嵌入至弹性体表面，制备了具有高透光率的柔性电磁屏蔽材料。由于弹性体基底具有高度动态性，破坏的银纳米线渗流网络能够自主的恢复拉伸导电性以及透光率，从而保证了材料具有完全可逆的电磁屏蔽修复功能。
来源：南京林业大学
论文链接
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/mh/d1mh01199e
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