力學自適應性電學高分子是指同時具有力學適應性和電荷/離子傳導能力的一種高分子材料。近年來，隨著柔性電子學、人工肌肉和高性能能源存儲等領(lǐng)域的興起，力學自適應電學高分子受到了越來越多的關(guān)注。在之前的研究中，人們的重心主要集中在提高電學高分子的電學性能方面，相比之下，對電學高分子的力學性能關(guān)注較少。然而在高分子實際應用的過程中，材料發(fā)生力學形變和損傷幾乎是不可避免的。拉伸、滲透、膨脹、分層等這些變形行為都很容易使高分子發(fā)生力學損傷，大大限制了電學高分子材料的應用。
然而傳統(tǒng)的方法（化學交聯(lián)或增加微晶區(qū)域）在提高材料力學性能的同時會切斷電子傳輸通路，使材料的導電性大大減小甚至消失，所以設(shè)計出能夠適應力學損傷而不產(chǎn)生電學和力學破壞的電學高分子即力學自適應性電學高分子成為一大挑戰(zhàn)。
王朝教授課題組在《高分子學報》2019年第3期“高分子青年學者”專輯發(fā)表的綜述中重點介紹了一種全新的思路：通過在高分子材料中設(shè)計引入合適的非共價鍵，利用非共價鍵的可逆性和其協(xié)同特性，提高材料的機械能能量耗散能力，從而實現(xiàn)在保持其電學性質(zhì)的前提下提高力學適應性。
文章主要介紹了兩種電學高分子的設(shè)計方法：自修復型電學高分子和應力耗散型電學高分子。自修復型電學高分子通過多重非共價鍵的可逆斷裂-形成，賦予材料優(yōu)異的力學性能；而應力耗散型電學高分子具有共價鍵與非共價鍵交織形成的多重網(wǎng)絡(luò)，通過非共價鍵的斷裂耗散掉力學能，從而保持材料的完整性。同時，作者還以近期該領(lǐng)域代表性的工作為例，總結(jié)和概括了力學自適應性電學高分子常見的合成/制備路線，并對其應用前景進行了展望。作為材料設(shè)計的終極目標，力學自適應性電學高分子的產(chǎn)生有望突破可穿戴電子器件、打印電子器件、能量儲能和人工肌肉等方面的瓶頸；從更深遠的意義上講，力學自適應性電學高分子作為分子化學和超分子化學的理念融合的產(chǎn)物，其發(fā)展有望突破傳統(tǒng)高分子設(shè)計的天花板。
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http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/newcreate/gfzxb20180237wangchao.pdf
DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18237
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