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  在各種超分子相互作用中，氫鍵由于其動(dòng)態(tài)性、強(qiáng)度可調(diào)性和對(duì)外部刺激的響應(yīng)性，已成為發(fā)展自愈聚合物最具吸引力的方向之一。雖然單個(gè)氫鍵的強(qiáng)度不足以誘導(dǎo)超分子自組裝行為，但當(dāng)多個(gè)氫鍵排列形成氫鍵陣列時(shí)，方向性和強(qiáng)度都可以增加。此外，當(dāng)聚合物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供足夠數(shù)量的氫鍵相互作用時(shí)，復(fù)合材料通常可以同時(shí)具有自愈性和機(jī)械強(qiáng)度。因此，設(shè)計(jì)具有良好的氫鍵自愈能力的自愈聚合物成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。因此，該綜述首先廣泛討論了基于不同氫鍵類型的高性能自愈合聚合物的研究進(jìn)展和設(shè)計(jì)策略，強(qiáng)調(diào)了操縱氫鍵相互作用的重要性。

【H-Bonding Motifs】

圖4：UPy在鏈端

【Excessive H-bonding】

圖6：均相體系

【氫鍵交聯(lián)自愈聚合物的電子應(yīng)用】

 圖9：自愈柔性傳感裝置

【結(jié)論與展望】

  很明顯，在過(guò)去的幾十年里，人們對(duì)基于氫鍵的自愈聚合物進(jìn)行了越來(lái)越多的研究。然而，這一領(lǐng)域還遠(yuǎn)未成熟。首先，這些聚合物通常需要復(fù)雜的合成途徑，部分涉及大量的有機(jī)溶劑，這不僅限制了它們的可擴(kuò)展制備，而且對(duì)未來(lái)的全球環(huán)境可持續(xù)性造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。因此，未來(lái)應(yīng)進(jìn)一步探索使用綠色、生物友好型材料和簡(jiǎn)單合成工藝的自愈聚合物。其次，基于氫鍵的自愈聚合物的另一個(gè)缺點(diǎn)是氫鍵容易受到水分子的影響，導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度逐漸下降，甚至在高濕條件下失去自愈能力。因此，設(shè)計(jì)和開發(fā)可逆的、堅(jiān)固的鍵合水下自愈聚合物，以及如何在自愈聚合物中引入鍵合仍然是一個(gè)長(zhǎng)期的問(wèn)題。第三，目前許多研究只關(guān)注自愈聚合物的合成及其自愈性能的表征，只有少數(shù)研究試圖推導(dǎo)出氫鍵簇分布/拓?fù)渑c力學(xué)/自愈性能之間的一致和定量關(guān)系。因此，迫切需要更深入地了解自愈聚合物的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系，以探索更先進(jìn)的“智能”自愈聚合物。

  就可自我修復(fù)的電子設(shè)備而言，一個(gè)重大的挑戰(zhàn)是平衡和優(yōu)化不同應(yīng)用的多種特性。對(duì)于能量轉(zhuǎn)換/存儲(chǔ)設(shè)備，通過(guò)在摩擦層、粘合劑、電極和電解質(zhì)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用自愈合概念，已經(jīng)成功地展示了自愈合納米摩擦發(fā)電機(jī)、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池、鋰離子電池和超級(jí)電容器。然而，應(yīng)該指出的是，迄今為止報(bào)道的大多數(shù)自愈聚合物距離實(shí)際應(yīng)用還很遠(yuǎn)。具體來(lái)說(shuō)，大多數(shù)自愈聚合物需要熱等外部能量來(lái)觸發(fā)或加速愈合過(guò)程，這在設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行中很難實(shí)現(xiàn)。因此，開發(fā)能夠在溫和條件或室溫下實(shí)現(xiàn)自愈的高分子材料是非�？扇〉摹４送�，另一個(gè)挑戰(zhàn)在于設(shè)計(jì)具有合適自愈能力的自愈聚合物，同時(shí)具有高導(dǎo)電性，這無(wú)疑是未來(lái)自愈電子的主要研究方向。另外，由于需要更多的合成步驟和化學(xué)改性過(guò)程，用于儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換/設(shè)備的自愈聚合物通常比商用聚合物更昂貴。進(jìn)一步縮短商業(yè)化進(jìn)程，降低制造成本，同時(shí)保證高性能也是迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

  全文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/mh/d3mh00236e/unauth