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  許多含酸基團的聚合物和多官能度胺之間通過離子交聯可得到性能優異的彈性體，例如羧酸、膦酸和磺酸，可以在聚乙烯亞胺、乙烯基吡啶共聚物和其他堿性聚合物的作用下進行交聯。與其他的動態鍵相比，一些離子鍵在室溫下具有高動態性的，使得這類離子交聯彈性體在室溫下有優異的自修復性。不飽和羧酸通常表現出孤立雙鍵和孤立羧基的特性，與飽和羧酸相比，不飽和羧酸會呈現出一些特殊的性質。團隊在之前的研究中發現（Polymer2021, 228, 123903），不飽和羧酸/胺與飽和羧酸/胺在二甲基亞砜中的締合常數分別為45.4和7.25 M^-1，表明不飽和羧酸和氨基之間的離子強度遠強于飽和羧酸和氨基之間。酸性的增強來自共軛雙鍵的貢獻，因而有利于形成更穩定的酸-堿相互作用。

  最近，基于前期對不飽和羧基-氨基離子相互作用的研究，華南理工大學張安強教授課題組研究設計并組裝了一種自修復、自粘性的CNT/聚硅氧烷應變傳感器：通過改變[-COOH]/[-NH₂]的比例，聚硅氧烷的粘彈性、力學性能及自愈合性能得到有效調控，在此基礎上，將羧基化CNT與聚硅氧烷基底復合制備雙層結構復合膜。他們發現，CNT膜的厚度對傳感器的敏感度因子（Gauge Factor）和線性度有明顯影響。該應變傳感器具有自愈能力、自粘性、高靈敏度、線性響應和低滯后等特性。

圖1. (a)：由氨基丙基側鏈聚硅氧烷(APPS)制備不飽和羧基聚硅氧烷(UCPS)和離子交聯聚硅氧烷(UCA)的合成路線；(b)：通過抽濾使CNT分散液在聚合物濾膜表面沉積形成CNT膜；(c)：將干燥后的CNT薄膜裁切成9 × 30 mm的矩形樣條；（d）：使CNT膜附著在聚硅氧烷基底上，固化完成后，CNT膜從聚合物濾膜轉移到聚硅氧烷基底表面，將聚合物濾膜從基底上剝離得到（e）：CNT/聚硅氧烷復合膜。

圖2. (a)：50 mm/min拉伸速率下，UCA-x的應力-應變曲線；(b)：UCA-1/UCA-2和(c)：UCA-2.5/UCA-3的循環拉伸-回復試驗。

圖3. 不同體積CNT分散液制備的CNT/聚硅氧烷復合膜橫截面的SEM：（a）UCA-2.5@CNTs-10；（b）UCA-2.5@CNTs-15；（c）UCA-2.5@CNTs- 20；（d）CNT/聚硅氧烷復合膜表面。

圖4. (a)：CNT/聚硅氧烷復合膜（UCA-2.5@CNTs-10、UCA-2.5@CNTs-15和 UCA-2.5@CNTs-20）組裝的應變傳感器以10 mm/min的速率拉伸至55%的壓阻響應行為；(b)：CNT/聚硅氧烷應變傳感器在55%應變下的敏感度因子；(c)、(d)：UCA-2.5@CNTs-10和UCA-2.5@CNTs-20在形變過程中的SEM。

圖5. (a)：UCA-2.5@CNTs-20 在500次循環拉伸下的穩定性測試（應變為30%）；(b)：UCA-2.5@CNTs-20 在一系列外加應變 (1，5，10，15和20%)和(c)：在不同拉伸速率(10，20，40和100 mm/min)下的壓阻響應。

圖6. (a-c)：聚硅氧烷基底在室溫下自修復0.5和12小時之后的光學顯微鏡圖像；（d-g）：CNT/聚硅氧烷復合膜在自修復前（d，e）和自修復12小時后（f，g）的SEM。

圖7. CNT/聚硅氧烷應變傳感器在實時監測各種人體運動中的應用。

  該工作以Self-Healing, Self-Adhesive Strain Sensors Made with Carbon Nanotubes/Polysiloxanes Based on Unsaturated Carboxyl?Amine Ionic Interactions為題發表在ACS Applied Materials & Interfaces上。論文第一作者為華南理工大學訪問學者麥東東（目前工作單位：廣東石油化工學院），通訊作者為張安強教授。該研究獲得國家自然科學基金（項目號：52073098）的資助。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c12438