近日，清華大學(xué)化工系徐軍課題組在《Materials Horizons》期刊上發(fā)表了題為Thermal and UV Light Adaptive Polyurethane Elastomer for Photolithography-Transfer Printing Flexible Circuits（doi:10.1039/D2MH01005D）。本文提出了“一石二鳥”的簡便策略，用于合成熱-紫外調(diào)控的聚氨酯彈性體，該彈性體具有高強(qiáng)度、自愈合、表面可改性和圖案化功能，可用于光刻-轉(zhuǎn)印柔性電路。文章的第一作者為史家昕博士，本研究得到清華大學(xué)自主科研項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金等資助支持。
作為柔性電子領(lǐng)域中的可拉伸基底，聚合物彈性體的本征性能非常重要，包括強(qiáng)度、回彈、自愈、功能化、圖案化印刷等。然而，如何平衡這些性質(zhì)，仍然是一個重要挑戰(zhàn)。此外，聚合物的表面改性在柔性電子的應(yīng)用中也非常重要，例如油墨印刷、抗菌等，而這很少被報(bào)道；诒菊n題組前期對酚-氨基甲酸酯動態(tài)共價鍵（Polymer, 2019,121788； ACS Sustain. Chem. Eng. 2020, 8, 1207; Polym. Chem. 2021, 12: 2421）調(diào)控的系統(tǒng)研究和對聚氨酯/脲高韌性分子機(jī)制的理解（Macromolecules, 2022, 55, 3020; Mol. Simul. 2021, 47, 1258），開發(fā)了一種多功能的動態(tài)共價交聯(lián)聚氨酯彈性體。其中，起到核心作用的是二羥基二苯甲酮單體。首先，其與異氰酸酯反應(yīng)形成的酚-氨基甲酸酯鍵是一種高溫解離的動態(tài)共價鍵，賦予材料自愈合、表面粘附導(dǎo)電顆粒等性質(zhì)。其次，二苯甲酮單元對紫外光敏感，可產(chǎn)生自由基，從而實(shí)現(xiàn)表面接枝改性和圖案化控制導(dǎo)電顆粒粘附性等性質(zhì)（圖1）。
圖1 聚氨酯彈性體的多功能性
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