形形色色的動態化學鍵可以用來實現材料的自修復行為，但是隨著自修復材料的快速發展，其自身的矛盾也越來越突出。由于對于高流動性的要求，自修復材料的機械強度通常比普通材料低很多。面對這一難題，人們主要通過簡單的添加無機增強填料或繁瑣的調控分子之間的作用力來增強其機械強度，然而為了保持動態性能，這些手段對于自修復材料機械性能的增強效果十分有限。

在自然進化的進程中，多層結構具有很重要的作用。例如，表皮的上下分層多級雜化結構，在日常的生活當中起著防御外力與細菌入侵的作用。當表皮受到破損時，其中的上下分層會產生積極的協同效果，促使表皮達到完好如初的狀態。受這種結構與功能的啟發，吉林大學化學學院楊明教授帶領其研究團隊，在前期的工作中利用層層自組裝（LBL）技術制備出了與表皮結構高度相類似的，具有協同修復效果的高剛度﹑高硬度自修復涂層（ACS Nano, 2018, 12, 1062?1073）。但是，與生物體表皮結構的完美形成與功能高效性相比，該工作的LBL技術還存在很多的局限性，如規模難以放大，成本太高。為了促進這一仿生手段的進一步發展，迫切需要一種更好的技術來平衡自修復材料的生產效率與自愈合性能。

為了實現這一有意義的需求，該研究組設計了一種共溶劑體系，成功的使用刮膜技術（Doctor Blade Coating）獲得了與表皮結構相類似的多級分層結構。該涂層的上層使用廉價﹑易分散的蒙脫土粘土片（MTM）作為增強相，不僅可以提高涂層的機械性能，還可以防止下層高分子在修復過程中的外溢。利用這種簡單、快速、高效的刮膜技術獲得的雜化涂層，保持了和LBL涂層類似的高剛度（34.3±1.4 GPa）和高硬度（1.65±0.09 GPa），其雙層薄膜的厚度與MTM的含量可以方便的調節，從而進一步優化協同自修復性能。由于這種刮膜技術的使用，該涂層可以廣泛的應用到不同的基底上，例如可以作為具有阻燃性能的保護膜涂覆在纖維板上。另外，由于單寧酸的存在，該涂層還具有抗菌和高黏附等特點。這種將仿生理念運用到大規模制備的嘗試為實現新型智能材料的應用提供了重要的思路。

表皮狀智能涂層的大規模制備

這一成果近期發表在Advanced Functional Materials 上，通訊作者為楊明教授。這篇文章發表以后，被Wiley的科學新聞網站（Advanced Science News）作為研究亮點予以報道。

原文（掃描或長按二維碼，識別后直達原文頁面）：

Scalable Synthesis of Multifunctional Epidermis-like Smart Coatings

Xiaodong Qi, Ying Hou, Ming Yang*

Adv. Funct. Mater., 2019, 29, 1903984, DOI: 10.1002/adfm.201903984

Wiley報道網頁：

https://www.advancedsciencenews.com/creating-a-scalable-strategy-for-self-healing-skins/