從漫威宇宙中獲得啟發(fā)，研究人員報(bào)告說，他們開發(fā)了一種自我修復(fù)的聚合物材料，著眼于可以自我修復(fù)的電子和軟機(jī)器人。材料是可拉伸和透明的，傳導(dǎo)離子產(chǎn)生電流，有一天可以幫助你破碎的智能手機(jī)再次回到一起。

“當(dāng)我年輕的時(shí)候，我的偶像是來自X戰(zhàn)警的金剛狼，”王超博士說。“他可以拯救世界，但只是因?yàn)樗梢灾斡约?。一種自我修復(fù)的材料，當(dāng)被雕刻成兩部分時(shí)，可以像沒有發(fā)生任何事情一樣回到過去，就像我們的人類皮膚一樣。我一直在研究自我創(chuàng)造 - 使用鋰離子電池，因此當(dāng)您放下手機(jī)時(shí)，它可以自行修復(fù)并持續(xù)更長時(shí)間。“

自修復(fù)的關(guān)鍵在于化學(xué)鍵合。Wang解釋說，材料中存在兩種類型的債券。存在共價(jià)債券，它們很強(qiáng)大，一旦破裂就不易改革; 和非共價(jià)債券，它們更弱，更有活力。例如，將水分子彼此連接的氫鍵是非共價(jià)的，不斷地?cái)嗔押椭卣援a(chǎn)生水的流體性質(zhì)。“大多數(shù)自愈合聚合物形成氫鍵或金屬 - 配體配位，但這些不適用于離子導(dǎo)體，”Wang說。

加州大學(xué)河濱分校的Wang團(tuán)隊(duì)改為使用一種稱為離子 - 偶極相互作用的不同類型的非共價(jià)鍵，即帶電離子和極性分子之間的力。“離子 - 偶極相互作用從未用于設(shè)計(jì)自修復(fù)聚合物，但事實(shí)證明它們特別適用于離子導(dǎo)體，”Wang說。材料開發(fā)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)理念是使用極性，可拉伸的聚合物，聚(偏二氟乙烯 - 共六氟丙烯)，以及可移動的離子鹽。聚合物鏈通過聚合物中的極性基團(tuán)與離子鹽之間的離子 - 偶極相互作用彼此連接。

得到的材料可以拉伸到通常尺寸的50倍。在被撕成兩半后，材料在一天內(nèi)自動完全縫合在一起。

作為測試，研究人員通過在兩層離子導(dǎo)體之間放置非導(dǎo)電膜來產(chǎn)生“人造肌肉”。新材料對電信號做出反應(yīng)，為這些人造肌肉帶來運(yùn)動，之所以這么命名，是因?yàn)樯锛∪馔瑯訒憫?yīng)電信號而移動(盡管王的材料并非用于醫(yī)療應(yīng)用)。

為了下一步，研究人員正致力于改變聚合物以改善材料的性能。例如，他們正在惡劣條件下測試材料，例如高濕度。“以前的自愈合聚合物在高濕度下效果不佳，”王說。“水進(jìn)入那里并弄亂了。它可以改變機(jī)械性能。我們目前正在調(diào)整聚合物本身的共價(jià)鍵，以使這些材料為實(shí)際應(yīng)用做好準(zhǔn)備。“