智能建筑、航空航天工程和汽车工业对机械坚固和可修复的聚合物具有极高的要求，然而，由于聚合物体系中刚性和韧性之间的内在冲突，大多数聚合物都会发生脆性断裂。

近日，受到蜻蜓翅膀微结构的启发，南京理工大学傅佳骏教授，四川大学傅强教授报道了展示了如何通过从分子设计到结构加工的各种策略，使脆性、刚性和可修复的材料变得具有耐缺陷性。通过自下而上的组装方法将3D互连的MXene结构设计成刚性且脆性和可愈合的超分子键交联聚合物（SP）基体。

文章要点

1）试验结果显示，与原始聚合物相比，SPM独特的组装结构将脆性可愈合聚合物的灾难性失效模式转化为稳定的裂纹扩展，断裂韧性增加了前所未有的54.3倍，弯曲强度增加了25.0倍。

2）原位扫描电镜结合有限元模拟揭示了剪裁的微观结构和较强的界面相互作用在分散外部载荷和释放局部应力方面的协同效应，这有助于解决刚性可愈合聚合物的高强度和韧性之间的矛盾。

3）这种3D互连MXene微结构还表现出优异的光热转换能力、良好的热传导性、高热稳定性和良好的导电性，提供了相应的SPM纳米复合材料，其具有远程控制的高度精确的近红外响应愈合性能和高温下可愈合的电磁干扰屏蔽性能。

总的来说，这项研究指出了设计具有多种功能的坚硬可修复结构材料的未来方向，这在各种应用中特别有意义，例如汽车工业、航空航天工程、武器装备等。

参考文献

Xu et al., Dragonfly wing-inspired architecture makes a stiff yet tough healable material, Matter (2021)

DOI：10.1016/j.matt.2021.05.001

https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.05.001