福建师范大学化学系研究生，福建师范大学研究生院在职研究生

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福建师范大学研究生，福建师范大学研究生院

由于对全球塑料污染的日益严重，具有可愈合性和可回收性的超分子组装材料引起了人们的广泛关注。如果将这些超分子材料通过修复和再加工等方式，对其使用寿命进行有效延长，并提高其回收率，将为可持续发展做出重大贡献。与基于稳定共价键和交联的传统塑料不同，超分子塑料材料包含弱的分子间相互作用，如离子相互作用、氢键和配位相互作用。由于弱超分子力的可逆和动态性质，有望实现自我修复和再加工。然而，这些弱相互作用通常是极性的，易受水影响。在许多情况下，超分子聚合物材料的有效自愈和再加工的本质在于易于吸水和水诱导塑化，这就导致了自粘附行为。而水诱导的自粘附过程在损伤部位的发生是非特定的。当环境湿度变高或材料暴露于水时，通常会在受损部位以外发生有害的自粘附行为，这使得该材料的储存和使用需要苛刻的干燥条件。因此，为了消除自粘附，开发具有损伤特异可修复性的超分子塑料具有重要的现实意义。

在过去的几十年里，研究人员开发了许多可愈合材料。例如，通过裂纹扩展释放封装在聚合物基质中的愈合剂，从而实现损伤部位的特定修复。然而，在大多数情况下，愈合区在化学上与本体材料并不相同。此外，愈合过程需要高温，原则上只能重复有限次。相比之下，基于超分子组装的方法使材料即使在室温下也能多次愈合，这是由于其固有的可逆和动态弱相互作用。超分子组装材料的蓬勃发展促进了具有内在愈合性的超分子网络的设计。然而，由于水诱导的塑化，这些可愈合的超分子材料通常是柔软且具有粘性的，特别是在高相对湿度环境下，这导致其机械强度的显著下降和随机自粘附。目前，由普遍存在的可逆和动态相互作用引起的自粘附仍然是一个亟待解决的问题。

鉴于此，福建师范大学陈庆华教授团队联合北京大学阎云教授通过十二烷基三甲氧基硅烷（DTMS）的疏水烷基链修饰吸湿表面，基于海藻酸钠（SA）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的商业原料，制备出了具有优异损伤愈合性的超分子塑料膜。由于疏水表面的存在，即使在潮湿环境下，该塑料膜不会出现随机自粘附现象。当损伤发生时，带有离子基团和羟基的新鲜表面只暴露在损伤部位。因此，水诱导的塑化可以轻易地促进损伤特异性愈合。此外，该塑料膜还具有优异的室温可回收性。经过多次再加工和DTMS再改性，再生膜具有几乎无损失的力学性能。这种基于表面疏水化的损伤特异性愈合和室温回收方法可用于设计各种超分子塑料多糖材料，实现可持续发展。该研究以题为“Surface hydrophobization provides hygroscopic supramolecular plastics based on polysaccharides with damage-Specific healability and room-Temperature recyclability”的论文发表在最新一期《Advanced Materials》上。

超分子膜的制备及其结构

作者通过固相分子自组装（solid phase molecular self-assembly，SPMSA）策略来制备SA-CTAB超分子膜。SA和CTAB的水溶液首先以电荷平衡比混合，会立即出现白色沉淀。然后，收集沉淀物并通过离心分离。在约0官方域名/doi/10.1002/adma.202207688

来源：高分子科学前沿

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