目前，基于受阻脲（Hindered Urea Bond）动态键具有反应迅速，键能可调等优点，含有HUB的聚合物常被应用于形状记忆、再加工和自修复等领域，在电子器件方面的应用少有报道。除此以外，如何使用最简单的工艺将聚合物基材与刚性的导电材料牢固结合来构筑多功能器件也具有很高的实用价值。
图1 基于聚脲弹性体的双功能可穿戴设备的制备
近日，四川大学高分子国家重点实验室的张爱民教授团队通过向交联聚脲弹性体体系中引入受阻脲动态键制备了一种可再加工可粘结的新型弹性体，通过与银纳米线（AgNWs）的结合进一步制备了具有电加热和应变传感的双功能可穿戴设备（图1）。在基材方面，团队使用了聚醚胺D-2000作为软段，交联剂T-403、二异氰酸酯HDI以及受阻胺2-甲基哌嗪构成了弹性体的硬段，一锅法合成了具有优异力学性能和再加工以及粘接性能的动态聚脲弹性体（图2）。合成的弹性体与银纳米线展现出了优良的界面结合力，通过喷涂制备的柔性电极具有优良的稳定性，在水下超声30分钟后电阻仅增大一倍（图3）。通过对柔性电极断面结构的研究，发现在喷涂过程中自然形成了半包埋结构，进一步解释了柔性电极的稳定性。制备简单而稳定的柔性电极接下来被应用于电加热（图4）和应变传感（图5）。可自加热的服饰有助于穿戴者在低温环境下保持体温，文中展示的双功能可穿戴器件可以在2.5V的低电压下升温到110℃左右，可以有效提高向外界输出热量。应变传感则使得动态检测人体的运动状态成为了可能。
图2 动态聚脲弹性体的力学性能、动态性、再加工性能和粘接性能
图3 柔性电极的稳定性和半包埋结构
图4 电加热应用
图5 应变传感应用
该工作以“Facile Preparation of Dual Functional Wearable Devices Based on Hindered Urea Bonds Integrated Reprocessable Polyurea and AgNWs”为题发表在《ACS AMI》上（DOI: 10.1021/acsami.2c11875）。文章通讯作者为张爱民教授，研究生陆星远为第一作者。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c11875
下载：Facile Preparation of Dual Functional Wearable Devices Based on Hindered Urea Bonds Integrated Reprocessable Polyurea and AgNWs