中美迷信家初次提出了可自愈的光子类玻璃高份子,玻璃技术
现有的中美自愈自愈 合光子晶体是基于具备弱氢键/配位键的水凝胶或者超份子 弹性体，个别情景晃动性低，迷信力学功能弱，家初抗蠕变性差。次提出引入具备较强共价键的类玻璃高璃技类玻璃高份子聚合物收集，可能使自愈 合光子晶体具备较高的份玻情景晃动性、优异的中美自愈力学功能、抗蠕变性以及持久性。迷信同时，家初光子晶体妄想为类玻璃高份子提供了可愈 合的次提出光学功能。可是类玻璃高璃技，光子晶体以及类玻璃高份子的份玻散漫仍未被探究。
为此，中美自愈大连理工大学张淑芬、迷信牛文斌以及加州大学洛杉矶分校的家初质料迷信与工程系Ximin He相助以“Photonic Vitrimer Elastomer with Self-Healing,High Toughness,Mechanochromism,and Excellent Durability based on Dynamic Covalent Bond”为题在《Advanced Functional Materials》上报道了一种基于动态共价键的具备可修复，高韧性，机械变色，优异持久性的光子类玻璃高份子。
将一种新的类玻璃高份子 弹性体与光子晶体整合在一起，提出了可自愈的光子类玻璃高份子。与光子水凝胶以及超份子光子 弹性体比照，光子类玻璃高份子质料具备高韧性、高的强度、优异的光学耐蠕变性以及优异的持久性。运用光子晶体带隙以及动态共价收集的协同熏染，光子类玻璃高份子在拉伸历程中具备妄想色的自修复能耐以及可视化的机械变色能耐。所分解的光子类玻璃高份子可作为交互式传感器，在不外部电源的情景下，用于视觉监测人体行动。
图1.光子类玻璃高份子的妄想道理图、机械致色机制及行动传感
【类玻璃高份子 弹性体的分解与表征】
在DBTDL催化下，以HTPB、PTMG、GLY、IPDI为质料，经缩聚制备共价交联的类玻璃高份子 弹性体，如图2a所示。动态氨基甲酸酯键给予类玻璃高份子 弹性体自愈能耐，图2d展现了100℃下差距愈 适光阴下样品自愈 合先后的应力应变曲线。随着光阴的缩短，自愈功能后退，较高可达98%。图2e剖析了一种基于动态氨基甲酸酯键在类玻璃高份子 弹性体中的自愈 合机制，经由动态氨基甲酸酯键的交流反映，重新配置装备部署类玻璃高份子收集的拓扑妄想，随着打仗光阴的缩短，氨基甲酸酯键的重整多少率加大，从而后退了自修复功能。
图2.类玻璃高份子 弹性体的制备与表征
【光子类玻璃高份子的制备及其光学性子】
本文将PS SiO2光子晶体嵌入类玻璃高份子 弹性体中，制备了一种光子类玻璃高份子 弹性体。所分解的光子类玻璃高份子 弹性体展现出璀璨的妄想色。可见，与类玻璃高份子 弹性体混合可导致光子晶体反射波长的红移，这是由布拉格衍射定律抉择的：类玻璃高份子 弹性体取代了光子晶体模板中的空气，从而削减了实用折射率。另一方面，类玻璃高份子 弹性体的渗透削减了晶格间距，组成非封锁的填充妄想。该光子晶体在拉伸历程中展现出精采的机械显色性。当试件应变从0拉伸到85%时，妄想颜色从红色逐渐酿成绿色，如图2f所示。因此，反射波长不断从640 nm挪移到540 nm（图3g），反射光谱的不断记实证明了上述变色历程(图3h)。z倾向的拉伸应变(εz)可能用x倾向的拉伸应变(εx)以及泊松比(v)展现:εz=−vεx。沿εz倾向的晶格间距(d)随拉伸应变的削减而减小，由图3i公式可知，波长向短倾向偏移，这一服从与试验审核不同。交联共价收集防止了在拉伸历程中份子链的滑动，因此妄想色以及反射波长在10000次不断的拉伸-释放周期中简直坚持巩固(图3l)，证明了其优异的可逆性、抗蠕变性以及持久性。
图3.光子类玻璃高份子的制备及其光学性子
【光子类玻璃高份子的动态力学特色及自修复】
光子类玻璃高份子的Tg约为-57℃(Figure 4a),其应力败坏光阴随着温度的飞腾而逐渐减小(图4b)，剖析高温减速了聚合物链的行动以及玻璃份子动态收集中氨基甲酸酯键的交流速率。刚性PS SiO2微球的引入拦阻了动态收集的交流，飞腾了交流速率，从而缩短了败坏光阴。响应地，光子类玻璃高份子 弹性体酯交流反映的弛豫活化能(Ea=83.55 kJ mol-1)(图4c)，大于类玻璃高份子 弹性体的弛豫活化能(61.08 kJ mol-1)。图4e为光子类玻璃高份子 弹性体在100℃下差距光阴愈 合后的应力-应变曲线。自愈下场随光阴削减而削减，较高可达95%。特意的是，自愈 合后的光子类玻璃高份子 弹性体在拉伸历程中展现出相同的机械变色行动以及波长-应变关连。
图4.光子类玻璃高份子修复功能
【基于光子类玻璃高份子的交互式传感器】
光子类玻璃高份子 弹性体具备精采的机械显色性、优异的力学功能以及自愈能耐，可作为一种可视化的人机交互传感器用于跟 踪人体行动。光子类玻璃高份子传感器可能经由颜色的变更来感知外界的应变以及应力，这种变更可能被肉眼直接感知，从而实现用户与配置装备部署的直接智能交互。
图5.光子类玻璃高份子用于跟 踪人体行动
【总结】本文报道了一种基于光子晶体以及类玻璃高份子协同熏染的自愈 合光子类玻璃高份子 弹性体。光子晶体妄想使质料具备光学功能，同时类玻璃高份子给予质料优异的力学功能。所分解的光子类玻璃高份子 弹性体具备高韧性、璀璨的妄想色、机械显色性、优异的抗蠕变性以及持久性等优异功能。