近日，国际顶级综合期刊《自然·通讯》(Nature Communications)连续报道了我校化学与化工学院傅佳骏课题组的最新研究成果。
天然承重材料如肌肉、肌腱等为创制高性能本征自修复材料提供了灵感，但传统自修复聚合物因分子设计缺陷，难以同时具备高模量、高韧性和高抗疲劳性能，在实际应用中受到极大限制。针对该问题，傅佳骏/徐建华跳出传统链结构设计框架，提出基于界面自组装化学构建多尺度互连动态高阶结构的设计策略，协同增强了自修复弹性体的强度、模量、韧性和抗疲劳性能。经评估，该复合材料的模量高达51.1 MPa，疲劳阈值高达8226.3 J·m-2，该性能组合远超多数已知可拉伸自修复材料。同时，该复合材料中的联通的MXene框架还可赋予其高效的近红外光热响应能力，在1 min内实现近100%的自修复效率。此外，该材料还有高热稳定性，即使在70 °C高温下仍能保持稳定工作状态。该研究工作成功解决了本征自修复材料中模量与抗疲劳性能之间的本征矛盾，为单兵防爆抗冲击防护装备、智能机器人人工韧带、航空航天与导弹的承力部件等提供了重要的材料基础。该工作以题为“Multiscale interlinked structures limit fatigue crack propagation in a MXene-polyurethane composite”的研究论文在Nature Communications(https://www.nature.com/articles/s41467-025-64611-8)上发表，我校化学与化工学院博士研究生柳童为文章的第一作者。
传统电子器件在制造完成后，电路结构通常难以改变，难以像生物神经网络一样实现连接的动态重构，这限制了其在柔性可穿戴、生物电子和智能仿生器件中的进一步应用。针对这一问题，傅佳骏/姚博文提出了一种可逆纳米相调控策略，构建出仿神经网络的可重构导电有机凝胶体系。该材料以PEDOT:PSS和PVA为核心组分，可在特定离子作用下实现导电通路与力学性能的可逆调节，从而兼顾导电性、力学性能和重构能力。研究表明，该有机凝胶经热处理后电导率可实现4–5个数量级提升，并具备导电路径可反复写入/擦除、原位图案化、湿态焊接和闭环回收等特点，为构建可重构电子系统提供了材料基础。
在应用方面，这项工作展示了较强的拓展潜力。团队构建了柔性有机凝胶电路板，可与传统刚性PCB稳定连接，并实现多次插拔后电性能基本保持稳定，显示出其在柔性电路和可重构电子制造中的应用前景。同时，研究者还制备了用于体表电生理信号采集的数字腕带器件，可稳定记录表面肌电信号并识别不同手势，体现出其在医学监测、运动评估和人机交互等方向的应用价值。此外，基于其导电路径可改写的特性，团队进一步展示了可重写发光器件和可拉伸音频电路等原型，说明该材料不仅适用于单一传感，还具备支撑复杂柔性电子系统集成的潜力。该工作以题为“Highly reconfigurable neuronlike conductive networks through nanophase structure engineering”的研究论文在Nature Communications (https://www.nature.com/articles/s41467-025-68088-3)上发表，我校化学与化工学院博士研究生仲维为文章的第一作者。
该系列工作受国家自然科学基金、中央高校基本科研专项资金等项目资助。
