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  在各種超分子相互作用中，氫鍵由于其動態性、強度可調性和對外部刺激的響應性，已成為發展自愈聚合物最具吸引力的方向之一。雖然單個氫鍵的強度不足以誘導超分子自組裝行為，但當多個氫鍵排列形成氫鍵陣列時，方向性和強度都可以增加。此外，當聚合物的內部結構提供足夠數量的氫鍵相互作用時，復合材料通常可以同時具有自愈性和機械強度。因此，設計具有良好的氫鍵自愈能力的自愈聚合物成為近年來的研究熱點。因此，該綜述首先廣泛討論了基于不同氫鍵類型的高性能自愈合聚合物的研究進展和設計策略，強調了操縱氫鍵相互作用的重要性。

【H-Bonding Motifs】

圖4：UPy在鏈端

【Excessive H-bonding】

圖6：均相體系

【氫鍵交聯自愈聚合物的電子應用】

 圖9：自愈柔性傳感裝置

【結論與展望】

  很明顯，在過去的幾十年里，人們對基于氫鍵的自愈聚合物進行了越來越多的研究。然而，這一領域還遠未成熟。首先，這些聚合物通常需要復雜的合成途徑，部分涉及大量的有機溶劑，這不僅限制了它們的可擴展制備，而且對未來的全球環境可持續性造成不可逆轉的損害。因此，未來應進一步探索使用綠色、生物友好型材料和簡單合成工藝的自愈聚合物。其次，基于氫鍵的自愈聚合物的另一個缺點是氫鍵容易受到水分子的影響，導致機械強度逐漸下降，甚至在高濕條件下失去自愈能力。因此，設計和開發可逆的、堅固的鍵合水下自愈聚合物，以及如何在自愈聚合物中引入鍵合仍然是一個長期的問題。第三，目前許多研究只關注自愈聚合物的合成及其自愈性能的表征，只有少數研究試圖推導出氫鍵簇分布/拓撲與力學/自愈性能之間的一致和定量關系。因此，迫切需要更深入地了解自愈聚合物的結構-性能關系，以探索更先進的“智能”自愈聚合物。

  就可自我修復的電子設備而言，一個重大的挑戰是平衡和優化不同應用的多種特性。對于能量轉換/存儲設備，通過在摩擦層、粘合劑、電極和電解質的設計中應用自愈合概念，已經成功地展示了自愈合納米摩擦發電機、鈣鈦礦太陽能電池、鋰離子電池和超級電容器。然而，應該指出的是，迄今為止報道的大多數自愈聚合物距離實際應用還很遠。具體來說，大多數自愈聚合物需要熱等外部能量來觸發或加速愈合過程，這在設備的實際運行中很難實現。因此，開發能夠在溫和條件或室溫下實現自愈的高分子材料是非常可取的。此外，另一個挑戰在于設計具有合適自愈能力的自愈聚合物，同時具有高導電性，這無疑是未來自愈電子的主要研究方向。另外，由于需要更多的合成步驟和化學改性過程，用于儲能轉換/設備的自愈聚合物通常比商用聚合物更昂貴。進一步縮短商業化進程，降低制造成本，同時保證高性能也是迫切需要解決的關鍵問題。

  全文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/mh/d3mh00236e/unauth