极端恶劣环境下自愈聚合物及器件的挑战与机遇

摘要整理

工程材料和器件在服役期间易因机械疲劳、穿刺、电击穿和电化学腐蚀而损伤，导致运行中的意外失效，需要定期检测、维修和更换，造成额外的能耗和成本。在高低温、核辐射、海洋、空间和深矿等极端恶劣环境中服役时，材料和器件的稳健性和稳定性至关重要。近几十年来，通过结构设计、新化学体系引入或改进制造工艺等手段，材料的稳健性和稳定性得到显著提升。受自然系统启发，自愈材料具有在服役期间实现动态修复的潜力，有望克服上述挑战。当前自愈聚合物研究仍处于初期阶段，恶劣极端条件下的自愈性能研究尤为缺乏。本文综述了各类恶劣环境下材料的自愈机制和性能表现，介绍了针对极端环境开发的聚合物基器件，并指出了未来研究方向。

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