许多含酸基团的聚合物和多官能度胺之间通过离子交联可得到性能优异的弹性体，例如羧酸、膦酸和磺酸，可以在聚乙烯亚胺、乙烯基吡啶共聚物和其他碱性聚合物的作用下进行交联。与其他的动态键相比，一些离子键在室温下具有高动态性的，使得这类离子交联弹性体在室温下有优异的自修复性。不饱和羧酸通常表现出孤立双键和孤立羧基的特性，与饱和羧酸相比，不饱和羧酸会呈现出一些特殊的性质。团队在之前的研究中发现（Polymer2021, 228, 123903），不饱和羧酸/胺与饱和羧酸/胺在二甲基亚砜中的缔合常数分别为45.4和7.25 M^-1，表明不饱和羧酸和氨基之间的离子强度远强于饱和羧酸和氨基之间。酸性的增强来自共轭双键的贡献，因而有利于形成更稳定的酸-碱相互作用。

  最近，基于前期对不饱和羧基-氨基离子相互作用的研究，华南理工大学张安强教授课题组研究设计并组装了一种自修复、自粘性的CNT/聚硅氧烷应变传感器：通过改变[-COOH]/[-NH₂]的比例，聚硅氧烷的粘弹性、力学性能及自愈合性能得到有效调控，在此基础上，将羧基化CNT与聚硅氧烷基底复合制备双层结构复合膜。他们发现，CNT膜的厚度对传感器的敏感度因子（Gauge Factor）和线性度有明显影响。该应变传感器具有自愈能力、自粘性、高灵敏度、线性响应和低滞后等特性。

图1. (a)：由氨基丙基侧链聚硅氧烷(APPS)制备不饱和羧基聚硅氧烷(UCPS)和离子交联聚硅氧烷(UCA)的合成路线；(b)：通过抽滤使CNT分散液在聚合物滤膜表面沉积形成CNT膜；(c)：将干燥后的CNT薄膜裁切成9 × 30 mm的矩形样条；（d）：使CNT膜附着在聚硅氧烷基底上，固化完成后，CNT膜从聚合物滤膜转移到聚硅氧烷基底表面，将聚合物滤膜从基底上剥离得到（e）：CNT/聚硅氧烷复合膜。

图2. (a)：50 mm/min拉伸速率下，UCA-x的应力-应变曲线；(b)：UCA-1/UCA-2和(c)：UCA-2.5/UCA-3的循环拉伸-回复试验。

图3. 不同体积CNT分散液制备的CNT/聚硅氧烷复合膜横截面的SEM：（a）UCA-2.5@CNTs-10；（b）UCA-2.5@CNTs-15；（c）UCA-2.5@CNTs- 20；（d）CNT/聚硅氧烷复合膜表面。

图4. (a)：CNT/聚硅氧烷复合膜（UCA-2.5@CNTs-10、UCA-2.5@CNTs-15和 UCA-2.5@CNTs-20）组装的应变传感器以10 mm/min的速率拉伸至55%的压阻响应行为；(b)：CNT/聚硅氧烷应变传感器在55%应变下的敏感度因子；(c)、(d)：UCA-2.5@CNTs-10和UCA-2.5@CNTs-20在形变过程中的SEM。

图5. (a)：UCA-2.5@CNTs-20 在500次循环拉伸下的稳定性测试（应变为30%）；(b)：UCA-2.5@CNTs-20 在一系列外加应变 (1，5，10，15和20%)和(c)：在不同拉伸速率(10，20，40和100 mm/min)下的压阻响应。

图6. (a-c)：聚硅氧烷基底在室温下自修复0.5和12小时之后的光学显微镜图像；（d-g）：CNT/聚硅氧烷复合膜在自修复前（d，e）和自修复12小时后（f，g）的SEM。

图7. CNT/聚硅氧烷应变传感器在实时监测各种人体运动中的应用。

  该工作以Self-Healing, Self-Adhesive Strain Sensors Made with Carbon Nanotubes/Polysiloxanes Based on Unsaturated Carboxyl?Amine Ionic Interactions为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。论文第一作者为华南理工大学访问学者麦东东（目前工作单位：广东石油化工学院），通讯作者为张安强教授。该研究获得国家自然科学基金（项目号：52073098）的资助。

  论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c12438