近日，上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院宋仕強(qiáng)博士在智能高分子復(fù)合材料領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展，相關(guān)工作分別發(fā)表于材料及能源化學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《Journal of Materials Chemistry A》(中科院SCI分區(qū)工程技術(shù)大類一區(qū)TOP期刊，IF=11.301)和國際知名傳感器類期刊《Sensors and Actuators: B. Chemical》(中科院SCI分區(qū)工程技術(shù)大類一區(qū)TOP期刊，IF=7.1)。宋仕強(qiáng)博士為上述論文的第一作者。

具有智能、柔性、仿生等特點(diǎn)的智能高分子材料己成為當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的熱點(diǎn)方向。近年來，宋仕強(qiáng)博士一直致力于新型智能高分子材料的設(shè)計(jì)、制備以及應(yīng)用。

發(fā)表于《Journal of Materials Chemistry A》上的論文題為“A Self-Healable, Stretchable, Tear-resistant and Sticky Elastomer Enabled by Facile Polymer Blends Strategy” (DOI: 10.1039/D0TA11497A)。文章提出了一種簡便快速的方法制備新型自愈合、可拉伸、抗撕裂和粘接性的彈性體材料，在檢測人體運(yùn)動(dòng)等可穿戴設(shè)備領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值，為可穿戴材料的設(shè)計(jì)制備提供了重要思路。

論文綜合了高分子彈性體的高延展性、機(jī)械強(qiáng)度、良好的抗撕裂性、自愈性和粘接性等性能是具有挑戰(zhàn)性的。采用溴丁基橡膠(BIIR)和萜烯樹脂(p - α p)簡單有效的混合方法，制備了一種具有良好力學(xué)性能、良好愈合性、良好抗撕裂性能和粘結(jié)性能的新型聚合物彈性體。得益于強(qiáng)勁的共價(jià)交聯(lián)之間的BIIR和Pαp以及高度纏結(jié)的BIIR網(wǎng)絡(luò),消散的能量進(jìn)一步加強(qiáng)拉伸性和提高拓?fù)涓街?彈性體混合可以實(shí)現(xiàn)高延性(應(yīng)變～1720%),機(jī)械強(qiáng)度高(11.5 MPa的拉應(yīng)力)、附著力好各種基質(zhì)(35 kPa)的粘附強(qiáng)度,良好的抗撕裂性能(撕裂能為2300 J m?2)和室溫下的自愈合性能。在此基礎(chǔ)上，制備了一種基于彈性彈性體和單壁碳納米管的應(yīng)變傳感器。

發(fā)表于《Sensors and Actuators: B. Chemical》上的論文題為“High-performance nacre-like graphene@polymer supported montmorillonite composite actuator and sensor”(DOI: 10.1016/j.snb.2021.129446)。在基于石墨烯優(yōu)異的力學(xué)以及光熱轉(zhuǎn)化性能的基礎(chǔ)上，通過納米層間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)筑一種高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱和耐高溫的新型制動(dòng)器和傳感器，在火災(zāi)預(yù)警和模擬人手進(jìn)行智能抓取等方面具有重要應(yīng)

在本研究中，論文報(bào)道了一種基于還原氧化石墨烯(rGO)、羧基丙烯腈-丁二烯橡膠(XNBR)和蒙脫土(MMT)雙層結(jié)構(gòu)的新型雙響應(yīng)驅(qū)動(dòng)器。rGO和XNBR之間的內(nèi)在相互作用以及“機(jī)械退火”工藝使rGO@XNBR/MMT執(zhí)行器通過模仿天然的nacres磚砂漿結(jié)構(gòu)并改善石墨烯納米片的規(guī)則性，具有卓越的抗拉強(qiáng)度(149.8 MPa)和韌性(約4.88 MJ/m3)。受益于temperature-passive / humidity-active MMT層的協(xié)同效應(yīng)和temperature-active / humidity-passive rGO@XNBR層,致動(dòng)器顯示了良好的驅(qū)動(dòng)性能,如優(yōu)良的耐久性(> 10000),可逆和大變形(180°),快速響應(yīng)(< 2 s)。此外,致動(dòng)器也進(jìn)行可控的導(dǎo)電性和優(yōu)秀的保溫性能,進(jìn)一步擴(kuò)大其潛在的應(yīng)用,如火焰檢測/傳感器和保護(hù)罩。

論文要點(diǎn)：1、研制了一種基于rGO@XNBR/MMT的雙響應(yīng)驅(qū)動(dòng)器;2、該驅(qū)動(dòng)器具有良好的力學(xué)性能，為實(shí)際應(yīng)用提供了重要保證;3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有良好的耐久性，對濕度/溫度的快速響應(yīng);4、討論了火災(zāi)探測和報(bào)警傳感器的應(yīng)用。