A soft, fatigue‐free, and self‐healable ionic elastomer via the synergy of skin‐like assembly and Bouligand structure

材料科学 弹性体 复合材料 离子键合 化学 离子 有机化学
作者
Xinyuan Jiang,Yin Cheng,Liangjing Shi,Jing Sun,Ranran Wang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
被引量:8
标识
DOI:10.1002/anie.202411418
摘要

Abstract Soft ionic elastomers that are self‐healable, fatigue‐free, and environment‐tolerant are ideal structural and sensing materials for artificial prosthetics, soft electronics, and robotics to survive unpredictable service conditions. However, most synthetic strategies failed to unite rapid healing, fatigue resistance, and environmental robustness, limited by their singular compositional/structural designs. Here, we present a soft, tough, fatigue‐resistant, and self‐healable ionic elastomer (STFSI elastomer), which fuses skin‐like binary assembly and Bouligand helicoidal structure into a composite of thermoplastic polyurethane (TPU) fibers and a supramolecular ionic biopolymer. The interlocked binary assembly enables skin‐like softness, high stretchability, and strain‐adaptive stiffening through a matrix‐to‐scaffold stress transfer. The Bouligand structure contributes to superhigh fracture toughness (101.6 kJ m −2 ) and fatigue resistance (4937 J m −2 ) via mechanical toughening by interlayer slipping and twisted crack propagation path. Besides, the STFSI elastomer is self‐healable through a “bridging” method and environment‐tolerant (−20 °C, strong acid/alkali, saltwater). To demonstrate the versatile structural and sensing applications, we showcase a safety cushion with efficient damping and suppressed rebounding, and a robotic sensor with excellent fatigue crack tolerance and instant sensation recovery upon cutting‐off damage. Our presented synthetic strategy is generalizable to other fiber‐reinforced tough polymers for applications involving demanding mechanical/environmental conditions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yifan92完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
灵巧的孤容完成签到,获得积分10
3秒前
袁翰将军发布了新的文献求助10
3秒前
a雪橙完成签到 ,获得积分10
5秒前
超帅的碱完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
陈大海完成签到,获得积分20
6秒前
LaTeXer给积极行天的求助进行了留言
6秒前
白斯特完成签到,获得积分10
7秒前
科研混子完成签到,获得积分10
7秒前
听雨完成签到 ,获得积分10
7秒前
jianglili完成签到 ,获得积分10
7秒前
思源应助王云骢采纳,获得10
8秒前
等待的航空完成签到 ,获得积分10
9秒前
顾矜应助乔安采纳,获得10
9秒前
雪ノ下詩乃完成签到,获得积分10
10秒前
神外之城发布了新的文献求助80
10秒前
科研人完成签到,获得积分10
12秒前
莫友安完成签到 ,获得积分10
12秒前
大个应助迅速曼冬采纳,获得10
13秒前
热心市民小红花应助阿湫采纳,获得10
14秒前
快乐战神没烦恼完成签到,获得积分10
14秒前
顾矜应助魏莱采纳,获得10
14秒前
SYLH应助Rollei采纳,获得10
14秒前
15秒前
dd完成签到,获得积分20
15秒前
刻苦羽毛完成签到,获得积分10
16秒前
小粒橙完成签到 ,获得积分10
17秒前
lulu完成签到,获得积分10
20秒前
凤里完成签到 ,获得积分10
20秒前
星辰大海应助虹虹采纳,获得10
20秒前
23秒前
23秒前
cassie完成签到,获得积分10
23秒前
兴奋的乐巧完成签到,获得积分10
24秒前
jia完成签到,获得积分10
26秒前
马某关注了科研通微信公众号
26秒前
完美诺言发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
Research on Disturbance Rejection Control Algorithm for Aerial Operation Robots 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038446
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3576149
关于积分的说明 11374627
捐赠科研通 3305875
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819354
邀请新用户注册赠送积分活动 892680
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815048