可拉伸資料廣泛應用於我們日常生活的各個方面，然而，在它們中實現出色的短期和長期損傷容限，即同時具有高斷裂韌性和疲勞閾值，仍然是一個挑戰。香港中文大學朱世平報告了一種基於Al3+配比特部分胺肟化聚丙烯腈（Al3+ -APAN）的可修復和可拉伸資料，同時具有出色的損傷容限。該資料是通過簡單的一鍋醯胺肟化反應合成的，然後進行固化。由於Al3+離子與胺肟基團之間的强配比特以及聚合物晶體的存在，所獲得的Al3+-APAN表現出异常的斷裂能和疲勞閾值，分別為102.29±5.94 kJ m-2和1.73±0.045 kJ m-2，遠超過堅韌彈性體和水/有機凝膠，甚至一些金屬。此外，Al3+-APAN具有相當大的拉伸性、相對較高的彈性模量和一旦損壞後的快速癒合能力。囙此，作者設想這種新型可癒合和可拉伸的Al3+ -APAN具有出色的斷裂韌性和疲勞閾值，有望成為保護塗層、柔性電子和機器人以及許多其他領域的候選者。
圖1.（a）製備過程和配比特相互作用示意圖，（b）PAN和Al3+-APAN的拉伸曲線。
圖2.（a）Al3+ -APAN斷裂試驗的載荷-位移曲線，（b）有缺口的Al3+ -APAN具有出色的强度，可承受2 kg的重量，（c）Al3+ -APAN在50%到250%的不同最大應變下的加載-卸載測試結果，（d）滯後和（e）從（c），（f）獲得的不同應變下的能量耗散結果，（G）具有不同的Al3+含量的斷裂能，（H）的斷裂韌性與各種資料的模量圖表。
圖4.（a）使用5 mm針以2 mm min -1的穿刺速度進行穿刺試驗獲得的的力-距離曲線，（b）在60°C下30分鐘的癒合能力，（c）原始和癒合的Al3+ -APAN在不同溫度下的拉伸曲線，（d）阻抗譜獲得的Nyquist圖，以及（e）在0.5 V的外加電壓下用手拉伸至約50%應變。
相關論文以題為Damage-resistant and healable polyacrylonitrile-derived stretchable materials with exceptional fracture toughness and fatigue threshold發表在《J. Mater. Chem. A》上。通訊作者是香港中文大學朱世平教授、朱賀研究助理教授。
參考文獻：
doi.org/10.1039/D1TA06317K