室温および周囲条件下での靭性の迅速な回復を伴う、試薬を含まない自己修復ポリマーフィルムの蒸気相合成

急速に自己治癒可能なポリマーは非常に望ましいが、達成するのは難しい。ここでは、室温で10秒以内に瞬時に自己修復能力を備えたエラストマーフィルムを開発しました。この目的のために、ポリ（グリシジルメタクリレート-2-ヒドロキシエチルアクリレート）（ポリ（GMA-Co-hea）、またはPGH）の一連のコポリマーを、開始化学蒸気堆積（ICVD）プロセスを介して蒸気相で合成されました。。エラストマーには、室温で迅速な可逆的な水素結合を形成できる2-ヒドロキシエチルアクリレート（HEA）部分に大量のヒドロキシル基が含まれ、一方、コポリマーの硬質メトリック骨格鎖を使用してグリシジルメタクリレート（GMA）を含むことができます。弾性コポリマー。最適化された共重合体組成により、PGHは実際に1分以内に靭性の即時回復を示しました。完全に分割された試験片は、室温で1分以内に溶接して、単に断片を密接に接触させることで周囲条件下で溶接することができます。これにより、弾性率（93.2％）と靭性（15.6 MJ M-3）の優れた回復性能が示されました。室温および周囲条件での外部エネルギーまたは試薬（光、温度、または触媒など）を補足せずに急速な靭性回復は、将来のウェアラブルエレクトロニクスおよびソフトロボット工学アプリケーションで役立ちます。

A rapidly self-healable polymer is highly desirable but challenging to achieve. Herein, we developed an elastomeric film with instant self-healing ability within 10 s at room temperature. For this purpose, a series of copolymers of poly(glycidyl methacrylate-co-2-hydroxyethyl acrylate) (poly(GMA-co-HEA), or pGH) were synthesized in the vapor phase via an initiated chemical vapor deposition (iCVD) process. The elastomer includes a large amount of hydroxyl groups in the 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) moiety capable of forming rapid, reversible hydrogen bonding at room temperature, while glycidyl methacrylate (GMA) with a rigid methacrylic backbone chain in the copolymer provides mechanical robustness to the elastic copolymer. With the optimized copolymer composition, pGH indeed showed instant recovery of the toughness within a minute; a completely divided specimen could be welded within a minute at room temperature and under ambient conditions simply by placing the pieces in close contact, which showed the outstanding recovery performance of elastic modulus (93.2%) and toughness (15.6 MJ m-3). The rapid toughness recovery without supplementing any external energy or reagents (e.g. light, temperature, or catalyst) at room temperature and under ambient conditions will be useful in future wearable electronics and soft robotics applications.