唐本忠院士/港科大杨晶磊教授/深大韩婷等：利用AIEgen负载的多功能微胶囊实现高分子材料的损伤 - 自修复全过程动态可视化监控
高分子材料作为现代社会的重要支撑材料之一，在我们的日常生活中发挥着极为重要的作用。为了满足大多数工程应用的要求，高分子材料被设计和制造得尽可能坚固。然而，在长期的使用过程中，高分子材料不可避免地会发生机械损伤，损伤往往从微裂纹开始，进而发展成宏观裂缝，最终导致聚合物发生毁灭性的破坏。因此，研究聚合物早期损伤的可视化检测并实时追踪其自修复过程和程度具有重要的学术价值和工业意义，可以极大地延长高分子材料的使用寿命，提高其使用安全性。虽然目前已有兼具自预警和自修复双功能的聚合物材料，但是能原位、实时、动态地可视化监测聚合物损伤-自修复全过程的体系仍鲜有报道。
近日，唐本忠院士团队深圳大学AIE研究中心韩婷助理教授与香港科技大学杨晶磊教授合作，将具有分子内电荷转移（TICT）效应的聚集诱导发光分子（TICT-type AIEgen）与微胶囊技术结合，利用TICT-type AIEgen在受限作用增强或者环境极性降低时，发光颜色会蓝移、发光强度会增加的特殊性质（图1a），开发了一种基于新型多功能微胶囊体系的智能高分子材料。该工作的设计原理如下：通过将含有TICT-type AIEgen的六亚甲基二异氰酸酯（HDI）微胶囊分散于聚合物涂层中，当所得聚合物涂层发生机械损伤时，裂纹会破坏微胶囊使其芯材流出，由于HDI能够自发地与水汽反应生成聚脲（PU），新生成的PU聚合物会填充并修复损伤位置。同时，由于液态HDI发生反应生成固态PU的过程中，TICT-type AIEgen的受限程度和微环境极性会发生改变，因此可以利用其发光颜色蓝移和发光强度增强的双信号指示，实现对聚合物涂层损伤-自修复全过程的原位、灵敏、实时、动态的可视化监控（图1b）。
图1. 可视化监测聚合物损伤-自修复全过程的设计原理
图2. TPE-BMO/HDI溶液与水反应过程的发光信号变化
图5. 含有微胶囊的聚合物涂层的光屏蔽效应及潜在应用展示
原文链接：
https://doi.org/10.1039/D2TA02918A
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