可修复的多响应形状记忆复合材料

作为一种新型的智能材料，形状记忆高分子材料（SMPs）在生物医用、航空航天、智能纤维、柔性执行器等领域显示出巨大的应用潜力。随着SMPs的快速发展，开发具有多种响应方式和多功能性的形状记忆高分子材料成为重要发展趋势。如何利用非常简单的结构实现材料的多响应和多功能性，是研究人员面临的重要挑战。将具有优异导电性能和光热转换效率的碳纳米管（CNTs）引入到传统热响应形状记忆高分子中，是实现材料多响应形状记忆效应的一种非常简单有效的方法，而如何在不影响形状记忆效应的基础上实现CNTs在基体中的良好分散是获得优异综合性能的关键。

本文选取结晶性聚己内酯（PCL）作为形状记忆材料的基本组成链段，利用其结晶熔融转变作为分子开关；将芘基（Py）功能单体修饰到PCL主链中，并以单壁碳纳米管（SWCNTs）为交联剂制备得到动态交联网络（图1）。借助SWCNTs的一维结构特征以及其与Py之间的π-π相互作用，获得了稳定的网络结构、良好的导电性和近红外光响应性，使该材料展现出优异的多响应形状记忆效应和自修复功能。该工作为如何通过简单的方法设计具有多重响应的形状记忆材料提供了新的思路。本文第一作者为本室2016级硕士生肖文霞。

图1 PCL-Py/SWCNTs复合材料的制备方法

图2  PCL-Py/SWCNTs_3%复合材料电致形状记忆过程(a)、近红外光驱动形状记忆过程(b)以及自修复行为(d)。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.coco.2019.05.006