含有动态共价键的弹性体虽常用于开发自修复柔性控制器件，但其低温自修复效率不足严重制约了器件的稳定运行与耐久性。本研究提出了一种新型策略，通过设计动态范德华力网络，实现了生物基聚氨酯弹性体（PDLBE）的低温自修复性能。该弹性体采用含双侧烷烃长链结构单元的生物基单体合成，展现出在−20 ℃低温、过冷盐水（30% NaCl @ −20℃）及强碱（pH=14）条件下的接近90%的自修复效率。此外，PDLBE还兼具优异延展率（12,000%）及可重复加工性。实验与分子模拟结果表明，其低温自修复特性主要源于双烷基封端环状单元产生的丰富范德华力与自塑化效应。基于此，成功制备出低温摩擦电纳米发电机（LT-TENG）及柔性控制器件，其在−20℃下损伤后仍能实现97%的恢复效率，且在−30℃环境下经过1200次循环后仍保持约13 mW/m²的稳定输出。本研究为低温自修复生物弹性体的制备提供了新方法，并拓展了其在极端环境下的TENGs及柔性控制器件领域的应用潜力。
图1. 基于范德华力动态网络的生物基聚氨酯弹性体合成与应用
相关成果以题为“Advanced Low-Temperature Self-Healable Bio-Polyurethanes with Double-Alkane-Tailed Ringing Units for Applications in Self-Powered Flexible Control Panels”发表于Chemical Engineering Journal。江南大学王宏博士为该论文的第一作者，江南大学马丕明教授和徐鹏武副教授为该论文的共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金(42421005, 52373037, 52473035)的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.160019
