自古以来,受损后能够再生的材料一直备受青睐。例如,具有抗地震、抗老化、抗气候和抗海水作用的自愈混凝土,从古罗马时代就已为人所知。自愈合能力可以显着增强材料的使用寿命,从而降低成本并提高提高环境可持续性。导电聚合物自问世以来,人们对于其类型、导电及改性机理、合成与应用进行了深入研究和多方面探索。时至今日,导电聚合物材料,如聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT),聚吡咯(PPy),聚苯胺(PANI)等,由于其独特性能,不仅在导电材料领域,在生物电子、能源、人造皮肤与传感器、光电子器件等领域得到广泛关注。近年来,随着导电聚合物基自愈合材料的快速发展,大大延长了导电聚合物基器件的稳定性和服役寿命。
近日,南京邮电大学李杨教授与蒙特利尔大学工学院Fabio Cicoira教授在《Advanced Materials》上发表了关于导电聚合物基自愈合材料的最新进展的综述文章,系统总结了导电聚合物基自愈合材料的应用(图1)和自愈合机理(图2),并展望了未来的发展方向。该综述为导电聚合物基自愈合材料的研究与应用提供了依据与参考。
综述按照聚 3,4-乙烯二氧噻吩 (PEDOT)、聚吡咯 (PPy)、聚苯胺 (PANI)及其他共轭高分子材料,重点介绍了其本征材料及复合物的自愈合性能,同时按照导电聚合物的不同材料形态(薄膜和凝胶),归纳了自愈合类型和机理,总结了材料的组成成分,导电性,自愈合类型,愈合效率以及应用,并对在4~5年导电聚合物基自愈合材料领域内发表的文章进行了归纳总结。
图1自愈合导电聚合物及应用
图2 导电聚合物基材料的自愈合机理
文章第一作者是南京邮电大学李杨教授。通讯作者是李杨教授和蒙特利尔大学工学院Fabio Cicoira教授。近年来李杨教授与Fabio Cicoira教授团队一直致力于自愈合导电聚合物材料的研究。团队于2017年首次发现PEDOT:PSS膜具有水刺激的电学自愈合能力(Adv. Mater., 2017, 29, 1703098),研究了改性条件及掺杂剂对PEDOT自愈合性能的影响(Macromol. Biosci., 2020, 20, 2000146),并开发出可至少100次自主快速愈合(愈合时间小于1 s),且具有极高的愈合效率(接近100%)的PEDOT:PSS材料(Adv. Funct. Mater., 2020, 30, 2002853)。另外,该团队与近期开发出应可用于人体电信号监测的可自愈合的PEDOT:PSS基水凝胶材料(https://doi.org/10.1016/j.actbio.2021.07.069)。
论文信息:https://doi.org/10.1002/adma.202108932
作者简介
李杨教授为南京邮电大学高层次(第四层次)引进人才,于2021年加入南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,致力于以导电聚合物为基础的,以可穿戴生物电子为基础的,用于传感、医疗和能源的研究。累计在Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Small、Adv. Electron. Mater.、Flex. Print. Electron.等电子、材料领域国际知名期刊发表论文20余篇。
- 厦门大学许清池/白华/姜源《Small》:常温常压下制备具有特定形状的导电聚合物水凝胶 2024-02-05
- 北京化工大学张好斌教授 Adv. Mater.:双相Ga35In65合金构筑的宽温域内性能稳定的导电复合材料 2024-01-16
- 江西科技师范大学卢宝阳/徐景坤 Small:3D打印高性能导电聚合物水凝胶生物粘附界面 2023-12-13
- 武汉理工赵政 Int. J. Biol. Macromol.:pH响应的抗菌抗氧化自愈合水凝胶用于加速糖尿病伤口愈合和实时监测 2024-04-06
- 江苏大学聂仪晶课题组 Macromolecules:利用分子模拟和机器学习揭示聚合物自愈合的微观机制 2024-03-30
- 兰州化物所徐路团队 JMCA 封面论文:仅由四氧化三铁纳米颗粒和水构筑的高润滑、自愈合、可化学降解、阻燃与抗辐射磁性凝胶 2024-03-29
- 复旦大学彭娟课题组 Chem. Mater.:苯并噻二唑基共轭高分子的溶液态聚集对薄膜态结晶取向的影响 2024-04-13