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形状记忆智能材料智能材料结构又称机敏结构(Smart/Intelligent Materials and Structures)，泛指将传感元件、驱动元件以及有关的信号处理和控制电路集成在材料结构中，通过机、热、光、化、电、磁等激励和控制，不仅具有承受载荷的能力，而且具有识别、分析、处理及控制等多种功能，能进行自诊断、自适应、自学习、自修复的材料结构。
智能材料结构是一门交叉的前沿学科，所涉及的专业领域非常广泛。
智能材料可以分为形状改变材料（SCM）和形状记忆材料（SMM）两类。
SCM本身就是一个开关，在外部刺激的作用下，它陪伴着临时转换机制，即当移除外部触发器（刺激）时，转换后的实体便回到其原始形状。
相反，SMM会适应触发的形状或临时形状，除非另一个触发器将变化推回其原始形式，并且材料能够追踪在刺激作用下自身经历的转换路径。
具有形状记忆特性的材料分为形状记忆水凝胶（SMH）、形状记忆陶瓷（SMC）、形状记忆合金（SMA）、形状记忆复合材料（SMC）和聚合物（SMP），其中SMP是研究最多的类别。
1、形状记忆聚合物（SMP）SMP是一组可以在有外部刺激（例如热或光）的情况下保持临时形状并恢复其初始形状的聚合物。
由于其相对高的模量和刺激响应速度，形状记忆聚合物是最广泛使用的活性材料。
对于SMP实现形状转移行为，它需要一个编程步骤和一个恢复步骤。
在编程步骤中，SMP首先在高于转变温度（Tt）的温度下变形（对于半结晶聚合物，其熔化温度为Tm，对于无定形聚合物的玻璃化转变温度为Tg），然后冷却至Tt 以下，SMP以变形形状编程（或固定）。
通过恢复步骤实现形状转变，在恢复步骤中，SMP被加热到高于Tt的温度，并且由于熵弹性，SMP恢复到其原始形状。
为了更好地协助SMP在4D打印领域的应用，应该通过适当的理论模型很好地描述上述形状记忆（SM）行为。
在SMP现有模型中，基于热粘弹性模型和基于相位演变的模型已被广泛采用。
摘要：自修复高分子材料是能够自动地修复破损、恢复材料原有性质的一类材料.自修复高分子材料仿照 生物损伤愈合原理，可以自行发现裂纹并借助某一原理愈合，目前其在社会各个领域中广泛应用.随着技术 的不断发展，自修复高分子材料在涂层涂料、可穿戴电子设备、医用自修复水凝胶、电池电解池等方面备受关注。
本文对自修复高分子材料的结构原理以及基于这种材料产生的新技术以及其应用进行综述。
关键词：高分子材料；自修复材料；研究进展文章编号：2096-4137 （ 2019 ） 21-084-04 DOI: 10. 13535/j. cnki. 10-1507/n. 2019. 21. 02■文/梁淑淇修宾高升子iFil 料的册穽逬展及应用0引言高分子材料是目前应用最广泛的新材料之一，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复 合材料。
高分子材料凭借分子量 高、质量轻、易加工、绝缘性能好等优异性能，成为当代人生活中不可或缺的部分。
但相比于传统金属材料，高分子材料存在强度不 高、加工使用过程中易受机械损伤和老化等问题。
日常生活中所使用 的各种材料一旦出现破损几乎再难以恢复如初，并且这种破损会逐渐扩大以致最终无法使用。
随着人们生活水平的提高，对高分子材料的 性能要求也随之提高。
近几年来， 开发具有良好机械性能的自修复高分子材料引起越来越多科研人员的 关注。
自修复又称自愈合，是生物的重要特征之一。
高分子材料的自修 复指使材料能够自然地自动修复破 损、恢复正常功能的性质。
自修复高分子材料主要的优点有：①自动发生，无须监测，节省人力；②降低材料运营期间的维修养护成本； ③延长了材料的使用年限；④满足 社会环境友好的需求，减少了外加添加剂对环境的污染。
1自修复高分子材料作用机理1.1外源型自修复高分子材料外源型可分为微胶囊型和微 脉管网络型2类。
2001年，White 等提出累微胶囊自修复体系：将环氧树脂作为基底，用麻醛树脂作为外 壳并在其中包裹修复单体戊二烯二 聚体（治愈剂）的微胶囊，将这种 微胶囊和Grubbs 催化剂分散于环氧树脂基体中。
《基于超分子作用的自愈合形状记忆离子水凝胶》篇一一、引言近年来，智能型离子水凝胶作为先进材料受到了广泛的关注，尤其是在生物医学、机器人、可穿戴电子和微纳米设备等领域中展现出了潜在的应用前景。
这种智能材料可以凭借其出色的力学性质、形状记忆效应以及自愈合能力等特性，在各种复杂环境中表现出优异的性能。
本文将重点介绍一种基于超分子作用的自愈合形状记忆离子水凝胶，并对其制备方法、性能特点及潜在应用进行详细阐述。
二、超分子作用及离子水凝胶简介超分子作用指的是由分子间的非共价键相互作用形成的高级分子组织或分子复合体，在分子水平上调节物质性能的独特机制。
离子水凝胶作为一种智能材料，具有良好的生物相容性、优异的机械性能以及良好的自愈合性能，其性能受到超分子作用的深刻影响。
本文提出的基于超分子作用的自愈合形状记忆离子水凝胶，就是通过在离子水凝胶中引入超分子作用，提高其力学性能和自愈合能力。
三、制备方法本研究所用的自愈合形状记忆离子水凝胶的制备方法主要包括以下步骤：首先，将含有功能基团的单体与交联剂混合，通过添加催化剂引发聚合反应；其次，将得到的聚合物溶液与含有离子源的溶液混合，形成离子水凝胶；最后，通过引入超分子作用，如氢键、π-π堆积等非共价键相互作用，使离子水凝胶具有自愈合和形状记忆功能。
四、性能特点基于超分子作用的自愈合形状记忆离子水凝胶具有以下特点：1. 优异的力学性能：由于引入了超分子作用，使得水凝胶的力学性能得到显著提高，能够承受较大的外力作用而不发生断裂。
2. 良好的自愈合能力：水凝胶在受到损伤后能够快速恢复其原有结构和性能，提高材料的使用寿命。
3. 形状记忆效应：该水凝胶能够在特定条件下形成临时形状并固定，通过外界刺激恢复至初始形状。
4. 良好的生物相容性：离子水凝胶作为一种生物相容性良好的材料，在生物医学领域具有广泛的应用前景。
五、潜在应用基于超分子作用的自愈合形状记忆离子水凝胶的优异性能，使其在多个领域具有潜在的应用价值。
形状可记忆水凝胶的应用
可记忆水凝胶是一种具有可记忆性能的高分子材料，它可以在改变温度或其他外部刺激下，改变其形状，并在恢复原温度或外部刺激消失后恢复其原有形状。
可记忆水凝胶的应用非常广泛，如：
1. 医疗领域：可记忆水凝胶可以用于制造外科手术中的缝合材料，它可以根据患者的身体形状自动调整其形状，从而减少手术时间，提高手术效果。
2. 电子器件：可记忆水凝胶可以用来制造可调节的电子器件，可以根据外部刺激自动调节其形状，从而改变电子器件的性能。
3. 建筑领域：可记忆水凝胶可以用来制造可调节的建筑材料，可以根据外部环境自动调节其形状，从而改变建筑材料的性能。
4. 汽车领域：可记忆水凝胶可以用来制造可调节的汽车零件，可以根据外部环境自动调节其形状，从而改变汽车零件的性能。
5. 包装领域：可记忆水凝胶可以用来制造可调节的包装材料，可以根据外部环境自动调节其形状，从而改变包装材料的性能。
