Самозаживляющиеся полимерные материалы

Вдохновлённые природой, самозаживляющиеся материалы представляют собой передний край современных разработок в химии и инженерии материалов. В этом обзоре изложены недавние достижения в области самозаживляющихся полимеров. В первой части рассматриваются термодинамические требования к сетям с самовосстановлением в контексте конформационных изменений, вносящих вклад в свободную энергию Гиббса. Гибкость цепей существенно влияет на изменения энтропии, тогда как теплота реакции и внешний ввод энергии являются основными вкладчиками в изменения энтальпии. Во второй части основное внимание уделено химическим реакциям, приводящим к самовосстановлению; основные классы включают ковалентные связи, супрамолекулярные сборки, ионные взаимодействия, хемо-механическое самовосстановление и полимеры с эффектом памяти формы. Третья часть описывает недавние достижения с использованием инкапсуляции, дистанционного самовосстановления и роли полимеров с памятью формы. Недавние разработки в области самозаживляющихся полимеров указывают на то, что основной проблемой станет разработка функциональных материалов с высокой температурой стеклования (Tg), которые также обладают стимул-ответными свойствами. Встроенная контролируемая иерархическая гетерогенность на различных масштабах длины, способная к дистанционному самовосстановлению посредством физических и химических ответов, будет иметь решающее значение при создании материалов XXI века.