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  形狀記憶高分子材料（SMPs）是一類能夠固定臨時(shí)形狀，并在相應(yīng)激發(fā)下回復(fù)原始永久形狀的智能材料，可被應(yīng)用于生物醫(yī)用、汽車工業(yè)、智能織物、航空航天等眾多領(lǐng)域。然后，傳統(tǒng)的SMPs一般通過(guò)共價(jià)鍵交聯(lián)，不具備永久形狀重構(gòu)、自修復(fù)、重復(fù)加工等性能。同時(shí)，傳統(tǒng)SMPs每個(gè)形狀記憶周期只能完成一次形狀回復(fù)，形狀記憶單向不可逆。為了突破共價(jià)鍵交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的性能局限性，常見(jiàn)的方法是引入動(dòng)態(tài)鍵，構(gòu)建熱自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。為了解決形狀記憶單向不可逆問(wèn)題，近年來(lái)又發(fā)展出雙向形狀記憶高分子。雖然有關(guān)熱自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和雙向形狀記憶高分子的研究已分別取得一些列重要進(jìn)展，但將兩者結(jié)合制備兼具自修復(fù)、可回收、永久形狀可重構(gòu)、形狀記憶雙向可逆性能的多功能SMPs仍然具有挑戰(zhàn)。

  為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和全球變暖問(wèn)題，以生物基材料替代石油基材料已成為新的趨勢(shì)。杜仲膠是我國(guó)特有的一種生物基材料，結(jié)構(gòu)為反式-聚異戊二烯。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整，杜仲膠常溫下易結(jié)晶，是制備形狀記憶材料的理想原料。我國(guó)杜仲資源占世界95%以上，在開(kāi)發(fā)應(yīng)用杜仲膠方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

  近日，北京化工大學(xué)岳冬梅教授課題組以杜仲膠為原料，通過(guò)對(duì)杜仲膠進(jìn)行羥基化改性，引入活性交聯(lián)點(diǎn)，并以對(duì)苯二硼酸作為交聯(lián)劑，制備出一系列動(dòng)態(tài)硼酸酯鍵交聯(lián)形狀記憶高分子（EUG-OH-BDBA，圖1）。依靠杜仲膠的結(jié)晶以及其寬熔融溫域，該材料兼具單向和雙向形狀記憶性能（圖2、圖3）。同時(shí)，依靠硼酸酯鍵的動(dòng)態(tài)性，該材料還具有自修復(fù)、可回收、永久形狀可重構(gòu)等性能（圖4）。此外，以該材料為基體，通過(guò)摻雜多壁碳納米管，還制備出了對(duì)808 nm近紅外光響應(yīng)的復(fù)合材料（EUG-OH-C-BDBA），該復(fù)合材料可用作光響應(yīng)血管支架、執(zhí)行器、光開(kāi)關(guān)等（圖5、圖6）。這項(xiàng)研究工作為制備多功能SMPs提供了一種簡(jiǎn)單的方法，制得的材料在生物醫(yī)藥、智能傳感等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。該成果以“Bio-Based, Self-Healing, Recyclable, Reconfigurable Multifunctional Polymers with Both One-Way and Two-Way Shape Memory Properties”為題發(fā)表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上，文章的第一作者是北京化工大學(xué)博士研究生祁鑫。該研究得到泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才工程、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（ZK20200134）的支持。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.2c19782