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Achieving room-temperature self-healing of mechanoluminescent materials by dynamic borate ester bonding

材料科学 自愈 耐久性 聚二甲基硅氧烷 可靠性(半导体) 复合材料 极限抗拉强度 医学 功率(物理) 替代医学 物理 病理 量子力学
作者
Zhu Lin,Changjian Chen,Honghui Huang,Beibei Xu,Yixi Zhuang,Rong‐Jun Xie
出处
期刊:Science China. Materials [Springer Nature]
卷期号:66 (11): 4464-4472 被引量:3
标识
DOI:10.1007/s40843-023-2579-5
摘要

The mechanoluminescent (ML) stress sensing technology based on a unique mechano-to-photon conversion principle has exhibited great potentials in fields of flexible electronics, structural health diagnosis, biomechanical engineering, and self-powered displays. However, a big challenge for the ML sensing technology is that ML sensing materials with a typical inorganics@organics structure will be damaged when the applied mechanical load exceeds its strength limit, which thus reduces the reliability and durability of the sensing system. Herein, we propose a self-healing method to solve the failure of sensing materials by constructing a polyborosiloxane/ polydimethylsiloxane (PBS/PDMS) dual-network structure. The dynamic borate ester bonding in the PBS network provides self-healing capability, and the chemically crosslinked PDMS network enables the ML materials to maintain good elasticity and structural stability. The mechanical properties and ML properties of the dual-network material can be effectively restored even after fatal fracture, with a 75% recovery rate in tensile strength and nearly 100% recovery of mechano-to-photon conversion efficiency after 10 min at room temperature. The self-healing ML materials allow to greatly promote the applications of ML technologies for complex, high-strength and flexible stress sensing.
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