美國(guó)加州大學(xué)河濱分校的科研人員開發(fā)出一種具有延展性并能導(dǎo)電的透明聚合物材料，可實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備和機(jī)器人的自我修復(fù)，特別適用于手機(jī)屏幕和手機(jī)電池。該研究成果將在近期舉辦的第253屆美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上展出。

自我修復(fù)材料是一種在物體開裂或受損時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行修復(fù)的新型材料，人類皮膚就具備自我修復(fù)的能力。自我修復(fù)材料可應(yīng)用于手機(jī)和電池上，讓摔裂的手機(jī)屏修復(fù)如新，或讓摔斷的電池恢復(fù)供電功能。

自我修復(fù)的關(guān)鍵是化學(xué)鍵。材料中存在兩種類型的鍵：一種是較強(qiáng)的共價(jià)鍵，一旦斷裂不容易重新整合;另一種是較弱的非共價(jià)鍵，非常有活性，比如氫鍵。大多數(shù)自我修復(fù)聚合物主要依靠氫鍵或金屬配體構(gòu)成，但這些非共價(jià)鍵并不適合制造離子導(dǎo)體。

此次，研究人員采用了離子偶極相互作用的非共價(jià)鍵，其具備一種特殊的黏合力，這種力存在于帶電離子和極性分子之間。離子偶極相互作用此前從未應(yīng)用于設(shè)計(jì)自我修復(fù)聚合物，新實(shí)驗(yàn)證明，其特別適合離子導(dǎo)體。

新的自我修復(fù)材料由一種極性可延展的聚合物——偏氟乙烯和六氟丙烯聚合物以及離子鹽構(gòu)成，可以拉伸到正常尺寸的50倍，其斷為兩半后，能在一天之內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)對(duì)接。

新修復(fù)材料的未來應(yīng)用‍

根據(jù)科研人員的介紹，這種材料由于具有導(dǎo)電性，因此非常適合使用在智能手機(jī)上。通常電容屏幕下方都有電極，實(shí)現(xiàn)屏幕與主板之間的電信號(hào)傳輸。而這也就是為什么智能手機(jī)屏幕能夠區(qū)別點(diǎn)擊、觸碰和滑動(dòng)等不同的操作。‍

其實(shí)，擁有自我修復(fù)能力的材料并不是什么新概念，之前LG的G Flex就使用了類似的材料，可以修復(fù)手機(jī)殼上微小的劃痕，但是并不具備導(dǎo)電特性。‍

未來，研究人員希望能夠進(jìn)一步改善這種材料的特性，目前團(tuán)隊(duì)正在測(cè)試這種材料在高濕度環(huán)境等嚴(yán)酷條件下的修復(fù)能力。有些材料的機(jī)械性能可以被水改變，而團(tuán)隊(duì)正在改變聚合物的共價(jià)鍵，希望能夠進(jìn)一步完善這種材料的特性。‍

科研人員預(yù)測(cè)，這種材料預(yù)計(jì)會(huì)在2020年正式被使用在智能手機(jī)屏幕和電池等材料上。

“這種自我修復(fù)材料雖然暫時(shí)還不能被實(shí)際運(yùn)用，但是很快就會(huì)來到我們身邊。”科研人員還表示。“基本上三年之內(nèi)，擁有自我修復(fù)能力的產(chǎn)品將會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)，并且影響我們的日常生活。尤其是對(duì)于智能手機(jī)產(chǎn)品來說，會(huì)比現(xiàn)在達(dá)到更高的技術(shù)。”