近来，离-电材料（Iontronic materials）通过利用离子的运动，能够对微小的压力变化、温度变化或化学物质的存在进行高度敏感的响应，这使得它们在精密传感领域尤为有用。它们为开发新型柔性、可穿戴设备和智能系统提供了基础，这些系统能够在不侵入、不影响用户日常活动的情况下，提供连续、准确的数据。然而，由于它们容易受到不可预测的损坏，导致性能下降和设备故障，这也是离-电材料目前所面对的最严峻的挑战之一。 尽管已经大量报道了通过基于氢键、离子相互作用和金属-配体配位等非共价键的自愈合功能来恢复设备功能、延长设备寿命和确保长期稳定性，但是这些非共价键容易受到水分子吸收的影响，导致其动态键交换作用被破坏，从而损失自修复性能。 另外，水分子的进入还会引起电干扰、短路和电化学腐蚀等破坏离-电材料的传导机制的问题。

  为了减少水的干扰，已经有研究通过使用强大的疏水基团作为保护措施，以屏蔽水分子与动态键或者离子之间的相互作用。例如，由于氟原子的高电负性而具有强大静电特性的C-F基团，不仅能够与离子基团形成动态的离子-偶极作用以作为自修复的驱动力，而且赋予了强疏水性以保护动态键交换作用。 以上的设计理念使材料即使在水性环境中也能表现出自修复和传感能力。 然而，由于疏水基团和动态键之间的协同效应有限，这些材料只能表现出相对较低的自修复效率和速度。 因此，开发能够在水生环境中拥有自主自愈和卓越传感性能、且具备高自愈效率的离-电材料仍然是一个巨大的挑战。

图1：头足类动物的自愈合环齿和机械感受器。

图2：基于分子工程设计的自愈合压电离子弹性体（MESHPIE）。

  通过分子工程设计的这种具有动态疏水-水解域的机械敏感压电离子弹性体，在常规和水生环境中表现出卓越的自愈特性和压力传感能力。 这一创新技术为自愈合压电离子设备在软电子、水下机器人、更智能的人机界面和创新可穿戴技术中的应用展现了巨大的潜力。

  原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-46334-4

  作者：Zhengyang Kong, Elvis K. Boahen, Dong Jun Kim, Fenglong Li, Joo Sung Kim, Hyukmin Kweon, So Young Kim, Hanbin Choi, Jin Zhu, Wu Bin Ying*, Do Hwan Kim*