基于主客體識別構(gòu)筑自愈合材料的研究

郭 坤，于 吉，李偉杰，王曉玲，雍 媛

(1.西南民族大學(xué)藥學(xué)院，四川 成都610041；2.西南民族大學(xué)化學(xué)與環(huán)境保護(hù)工程學(xué)院，四川 成都610041)

隨著科技的發(fā)展和社會的進(jìn)步，材料在日常生活中扮演著舉足輕重的角色，人們對先進(jìn)材料的需求變得越來越強(qiáng)烈.材料在使用過程中，不可避免地造成微裂紋、損害和創(chuàng)傷. 微裂紋的產(chǎn)生不僅為腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)提供了一條侵蝕通道，而且降低材料的基本性能和使用的安全性，甚至嚴(yán)重影響到材料的使用壽命和人身財產(chǎn)安全.1978 年，Wool 研究團(tuán)隊首次開展自愈合聚合物的研究.1981 年，Jud 等提出了自愈合復(fù)合材料的概念，這是一種治愈復(fù)合材料微裂紋和延長其使用壽命的新思路. 在自然界中，自愈合不僅可以發(fā)生在單分子水平內(nèi)，例如DNA 的診斷和修復(fù)；而且可以發(fā)生在宏觀層面上，例如血管受傷后凝血愈合以及骨折后的愈合等. 近十幾年來，White、Wudl 和Leibler 等研究團(tuán)隊在人造自愈合聚合物方面作出了突出貢獻(xiàn)，開拓了自愈合材料的新天地，進(jìn)一步推動了自愈合材料的發(fā)展.

目前構(gòu)筑自愈合功能材料的愈合方法主要有中空纖維法[1-3]、微膠囊法[4-5]、毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)[6-7]、氫鍵[8]、超分子相互作用[9-11]和鏈重排[12]等.關(guān)于微膠囊、氫鍵，可逆共價鍵等方法構(gòu)筑自愈合的研究很多，其愈合的機(jī)理研究也更為深入和清晰. 但是，基于主客體識別構(gòu)筑自愈合材料的研究起步較晚，目前更多的是從結(jié)構(gòu)上構(gòu)筑自愈合材料，尤其是基于環(huán)糊精主客體自組裝構(gòu)筑自愈合材料的愈合機(jī)理研究較少.因此，制備出具有功能性的自愈合材料是當(dāng)今研究領(lǐng)域面臨的巨大挑戰(zhàn)，也必將是自愈合材料發(fā)展的趨勢和動態(tài).

本工作對自愈合功能材料的制備、設(shè)計、機(jī)理以及應(yīng)用進(jìn)行了初步探索.通過制備五種不同類別的復(fù)合物材料，深入探討了基于環(huán)糊精主客體識別構(gòu)筑自愈合材料的制備和表征研究. 研究表明，主客體相互作用在材料愈合過程中扮演著重要角色.材料的愈合效率與愈合條件、材料的吸濕性能、分子鏈的運(yùn)動以及主客體之間的包合能力密切相關(guān).研究結(jié)果為基于主客體識別的自愈合材料的制備和設(shè)計提供了有意義的理論指導(dǎo)和有示范的參考價值.

1 實驗儀器與材料

1.1 儀器

Bruker Avance - 400 型核磁共振儀和Bruker Avance-600 型核磁共振儀(CDCl3，DMSO 或D2O 為溶劑，TMS 為內(nèi)標(biāo))，F(xiàn)innigan LCQDECA 型質(zhì)譜儀，Spectrum 100 型FT-IR 紅外光譜儀(KBr 壓片)，BUCHI461 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，TGL-20M 型臺式高速冷凍離心機(jī)，SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵，AG-10TA 電子式萬能試驗機(jī)，SZT -2A 型數(shù)字式四探針測試儀，UPT-2 -10T 優(yōu)普特超純水機(jī)，F(xiàn)D -1C -50 冷凍干燥機(jī)，METTLER AE240 型分析天平，DZF-6050 真空干燥箱，Noske -Kaeser KSP -252 恒濕恒溫箱，美國TA 公司DMAQ-800 型動態(tài)力學(xué)分析儀，美國TA 公司Q2000 調(diào)制型差示掃描量熱儀.

1.2 材料

AAm(丙烯酰胺)，BA(丙烯酸丁酯)，MBA(N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺)，HOBT(1 -羥基苯并三氮唑)，DCC(二環(huán)己基碳二亞胺)，DMAP(4 -二甲氨基吡啶)購自阿拉丁(上海)試劑有限公司，HEMA(甲基丙烯酸羥乙酯)、SWCNT(單壁碳納米管)，1 - 芘丁酸，1 - 金剛烷胺，丙烯酰氯、AIBN(偶氮異丁腈)、EGDMA(二甲基丙烯酸乙二醇酯)購自上海百靈威試劑公司.氨水、三乙胺、乙二胺、己二胺、N，N -二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、氯仿、甲醇、丙酮、四氫呋喃、二氯甲烷、鹽酸、碳酸氫鈉等實際購自成都科龍化工試劑公司，實驗所用試劑均為分析純，在使用之前未經(jīng)過進(jìn)一步純化.

2 實驗方法

2.1 主體分子Py-β-CD/SWCNT 的合成路線

首先制備6 -NH2-β-CD，然后通過1 -芘丁酸與6 -NH2-β-CD 的酰胺化反應(yīng)制備Py -β -CD，最后通過芘環(huán)與單壁碳納米管之間的π -π 相互作用在超聲波中制備Py - β - CD/SWCNT[13-15]，路線如圖1 所示.

圖1 主體分子Py-β-CD/SWCNT 的制備路線Fig. 1 Preparation route of the host molecule Py-β-CD/SWCNT

具體合成步驟：取25 g β-CD 溶解到600 mL 去離子水中，6.5 g 對甲苯磺酰氯緩慢加入到反應(yīng)液中，室溫下大力攪拌過夜，緩慢加入100 mL 水溶解的10 g NaOH，過濾后加入30 g NH4Cl ，調(diào)節(jié)PH 至8，4 ℃冷卻過夜，然后用水重結(jié)晶，重結(jié)晶3 次即可得到目標(biāo)產(chǎn)物6 -TsO-β -CD.然后用6 -TsO -β -CD 制備6 -NH2-β-CD.取一定量的6 -TsO -β -CD 溶于大量的氨水中，75 ℃油浴下攪拌4 個小時后將反應(yīng)液冷卻至室溫，而后用大量的丙酮沉淀，抽濾后把白色沉淀溶于H2O/CH3OH(v/v =3：1)中，再用丙酮沉淀(為了除去未反應(yīng)的6 -TsO -β -CD 和氨水)，多次循環(huán)重復(fù)沉淀和溶解過程，抽濾后干燥即得白色的6 -NH2-β -CD. 取250 mg(0.22 mmol)6 -NH2-β -CD，1 -芘丁酸174 mg(0.44 mmol)，于10 ml的DMF 中反應(yīng)，加入200 mg(0.97 mmol)DCC，50 mg(0.40 mmol)HOBT，0℃氬氣保護(hù)下攪拌反應(yīng)5 天.處理反應(yīng)先過濾除去不溶的鹽分，濾液用丙酮沉淀，沉淀水洗幾次除去6 -NH2-β -CD，真空干燥后即可得黃色固體Py-β-CD.取50 mg(0.035 mmol)Py -β-CD 溶于0.1 mol/L 的NaOH 溶液中，然后加入10 mg SWCNT，超聲5 個小時后離心分離，取上清液在0.1 mol/L 的NaOH 溶液中透析(透析袋截留分子量：8 000 ～14 000)5 天，然后用去離子水再透析2 天.透析的目的是除去Py-β -CD.透析用的0.1 mol/L 的NaOH 溶液和去離子水每半天更換一次. 透析完畢后冷凍干燥得到黑色粉末Py-β-CD/SWCNT.

2.2 客體分子的合成路線

本工作中的客體分子有兩種，分別是HEMA-Ad和AAm-Ad. HEMA -Ad 由HEMA 與1 -金剛烷甲酸縮合反應(yīng)制得，AAm-Ad 由丙烯酰氯與1 -金剛烷胺在四氫呋喃中酰胺化反應(yīng)制得.

HEMA-Ad 的具體合成步驟：(1)制備1 -金剛烷酰氯：稱取1 - 金剛烷甲酸2. 3 g，量取SOCl220 mL，在圓底燒瓶中80 ℃攪拌反應(yīng)2 小時.反應(yīng)后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干溶劑，再用二氯甲烷共沸兩次即可.(2)制備甲基丙烯酸-1 -金剛烷甲酸乙二醇二酯：將1 mL HEMA、1.6 mL 三乙胺與100 mL 二氯甲烷一同加入圓底燒瓶中，冰浴中攪拌反應(yīng). 稱取1 -金剛烷酰氯1.85 g 溶解在30 mL 二氯甲烷中，一個小時內(nèi)滴入反應(yīng)液中，滴加完畢后攪拌5 小時. 靜置過夜后過濾得淺黃色液體，依次用1 mol/L 的稀鹽酸、1 mol/L 的碳酸氫鈉溶液和純水洗滌，用無水硫酸鈉干燥，過濾除去溶劑即可得到淺黃色目標(biāo)產(chǎn)物HEMA-Ad.

AAm-Ad 的具體合成步驟：稱取1 - 金剛烷胺2.28 g (15.0 mmol)和三乙胺2.1 mL (16.5 mmol)溶于120 mL 無水THF 中，將圓底燒瓶置于0 ℃低溫反應(yīng)器，0 ℃下慢慢滴加適量THF 稀釋的丙烯酰氯1.3 mL (16.5 mmol)，滴加完畢后移到室溫下反應(yīng)3 個小時.最后過濾除去不溶物，把上層清液濃縮后加入少量的氯仿(約4 ～5 mL)將其溶解，放入-20 ℃冰箱中重結(jié)晶即可得到AAm-Ad.

2.3 主客體包合

主體分子Py -β -CD/SWCNT 與客體分子HEMA-Ad 和AAm - Ad 分別按照不同的比例進(jìn)行包合，具體配比：

(1)β - CD ：AD = 1 ： 5， 5 mg Py - β - CD/SWNT 分散于5 ml DMSO 中，然后加入1 ml DMSO 溶解的12.5 mg AAm-Ad，大力攪拌48 小時后冷凍干燥.

(2)β -CD ：AD = 1 ：1.5， 5 mg Py -β -CD/SWNT 分散于5 ml DMSO 中，然后加入1 ml DMSO 溶解的5 mg HEMA - Ad，大力攪拌48 小時后冷凍干燥.

得到的包合物凍干后通過二維核磁(2D NOESY)表征，通過吸收峰相關(guān)性驗證組裝的完成.

2.4 復(fù)合材料的制備

主體分子與客體分子組裝后形成包合物，形成的包合物一端帶有可聚合的雙鍵，將包合物與相應(yīng)的單體在一定的溶劑中聚合即可制備目標(biāo)復(fù)合物.制備路線如圖2 所示.具體實驗步驟如下[16]：

(1)PAAm-SWCNT 材料的制備：取聚合單體丙烯酰胺AAm 6.2 mmol(440.7 mg)，加入5 mL 聚合溶劑H2O，然后加入包合物AAm - Ad＠ Py - β - CD/SWCNT 44 mg，超聲分散，最后加入引發(fā)劑2，2 -偶氮二異丁腈(AIBN)0.03 mmol(4.92 mg)，交聯(lián)劑N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)0.12 mmol(18.5 mg)，Ar 鼓泡除氧后放入60 ℃油浴中聚合.

(2)PAAm/BA -SWCNT 材料的制備：取聚合單體丙烯酰胺(AAm) 6.2 mmol(440.7 mg)，丙烯酸丁酯(BA)6. 2 mmol(893 ml)，加入5 ml 聚合溶劑DMF，包合物AAm - Ad＠ Py - β - CD/SWCNT 119 mg，超聲分散，最后加入交聯(lián)劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)0.24 mmol(37 mg)，引發(fā)劑2，2 -偶氮二異丁腈(AIBN)0.06 mmol(9.84 mg)，Ar 鼓泡除氧后放入60 ℃油浴中聚合.

(3)PHEMA - SWCNT 材料的制備：取聚合單體甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA) 2 ml，加入10 ml 聚合溶劑THF，包合物HEMA - Ad＠ Py - β - CD/SWCNT 200 mg，超聲分散，最后加入交聯(lián)劑二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)2 μl，引發(fā)劑2，2 - 偶氮二異丁腈(AIBN)5 mg，Ar 鼓泡除氧后放入52 ℃油浴中聚合.

3 結(jié)果與討論

3.1 6 -TsO-β-CD 的表征

β-CD 與對甲基苯磺酰氯(TsOCl)反應(yīng)生成6 -TsO-β-CD，產(chǎn)率為29.8%.通過質(zhì)譜表征產(chǎn)物中是否有6 - TsO - β - CD. 質(zhì)譜檢測結(jié)果顯示出現(xiàn)了1311[M+Na]+的正離子峰以及1287[M -H]-的負(fù)離子峰，6 -TsO-β-CD 分子量為1288，說明產(chǎn)物中存在6 -TsO-β -CD.然后通過核磁表征產(chǎn)物中6 -TsO-β-CD 的純度，溶劑為DMSO-d6，核磁圖譜如圖3a 所示.核磁圖譜中顯示環(huán)糊精6 位上的羥基一個被取代，δ4.45 (6H)為環(huán)糊精6 -OH 的吸收峰，因此可以判斷制備的目標(biāo)產(chǎn)物中6 -TsO -β -CD 純度很高，基本沒有什么雜質(zhì).

圖3 6 -TsO-β-CD(a）和6 -NH2 -β-CD(b）的核磁共振氫譜Fig.3 1H NMR of6 -TsO-β-CD (a） and6 -NH2 -β-CD (b）

3.2 6 -NH2 -β-CD 的表征

6 -TsO -β -CD 與大量的氨水在75 ℃下反應(yīng)制得，產(chǎn)率為48.7%.通過質(zhì)譜表征產(chǎn)物的分子量，在質(zhì)譜圖中出現(xiàn)了1157[M +Na]+，1133[M -H]-離子峰，6 -NH2-β-CD 的分子量為1134，說明該樣品中存在是6 -NH2-β -CD. 然后通過核磁表征產(chǎn)物中6 -NH2-β-CD 的純度，溶劑為DMSO -d6，核磁圖譜如圖3b 所示.從圖譜中分析，δ5.71 處為3 -OH和2 -OH 的吸收峰，δ4.42 為6 -OH 的吸收峰，6 位羥基一個被取代.δ4.82 位1 -H 的吸收峰，δ3.0 -3.8 之間為β -CD 其他位H 的吸收峰，吸收峰很強(qiáng)的可能還有水峰.因此可以判斷制備的目標(biāo)產(chǎn)物中6 -NH2-β-CD 純度很高.

3.3 Py-β-CD 的表征

6 -NH2-β-CD 與1 -芘丁酸酰胺化反應(yīng)制得，產(chǎn)率為68.9%. 質(zhì)譜檢測結(jié)果顯示出現(xiàn)1 426[M +Na]+的正離子峰以及1 402[M -H]-的負(fù)離子峰，Py-β-CD 的分子量為1 403，說明產(chǎn)物中存在Py -β-CD. 然后通過核磁表征產(chǎn)物的純度，溶劑為DMSO-d6，1H NMR 表征結(jié)果如圖4a 所示，從圖譜中分析，δ8.37 -7.95(9H)為芘環(huán)上H 的吸收峰，δ4.43(6H)為環(huán)糊精6 -OH 的吸收峰，一個6 位羥基被取代，δ4.84(7H)為環(huán)糊精1 -H 的吸收峰，δ5.64 -5.75 (14H)為環(huán)糊精上3 - OH 和2 - OH 的吸收峰，δ3.84 -3.00 為環(huán)糊精2 -H、3 -H、4 -H、5 -H 以及Py-CH2CH2CH2- 中與芘環(huán)較近的2H 的吸收峰.δ7.66 為酰胺鍵上H 的吸收峰，δ2. 00 (2H， - CH2CH2CH2-)和δ2.31 (2H，-CH2CO -)為相應(yīng)H 的吸收峰.核磁結(jié)果與相應(yīng)文獻(xiàn)報道吻合，從核磁和質(zhì)譜結(jié)果來看，Py-β -CD 成功合成. 核磁碳譜表征產(chǎn)物Py - β - CD，溶劑為DMSO - d6，核磁碳譜(13C NMR)如圖4b 所示.碳譜峰歸屬如下：δ172.57 (C of-CONH - )， 136. 62， 130. 37， 128. 36， 126. 47，125.17，123.75 (C of pyrene group)， 102.15 (C(1)of β-CD)，81.79 (C(4) ofβ -CD)， 73.09 (C(3)of β-CD)，72.54 (C(2) of β-CD)， 72.02 (C(5)of β-CD)，59.76 (C(6) of β -CD)， 34.64 (C of-CH2CH2CO-)，32.16 (C of Py-CH2CH2CH2-)，27.95 (C of Py -CH2CH2CH2-). 通過碳譜峰值歸屬，與相應(yīng)文獻(xiàn)對照后證實Py-β-CD 的成功制備.

圖4 Py-β-CD 的核磁共振氫譜(a）和碳譜(b）Fig.4 1H NMR (a） and 13C NMR (b） ofPy-β-CD

3.4 Py-β-CD/SWCNT 的表征

Py - β - CD 與單壁碳納米管在0. 1 mol/L 的NaOH 溶液中超聲制備Py -β -CD/SWCNT，制得的黑色粉末干燥后進(jìn)行樣品熱失重分析，熱失重如圖5所示.制備出來的Py - β - CD/SWCNT 熱失重達(dá)到75.6%，說明在碳納米管表面接枝的環(huán)糊精質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78.4%.

圖5 Py-β-CD/SWCNT 的熱失重圖譜Fig.5 Thermogravimetric spectrum of Py-β-CD/SWCNT

3.5 客體分子HEMA-Ad 和AAm-Ad 的表征

客體分子HEMA -Ad 由HEMA 與1 -金剛烷甲酸縮合制得，產(chǎn)率為72.8%，然后通過核磁氫譜和碳譜表征產(chǎn)物的純度，溶劑為CDCl3，核磁氫譜如圖6a所示.從核磁圖譜可以看出，目標(biāo)產(chǎn)物成功合成出來了，否則e 處的吸收峰不會在δ4.2 左右，原料HEMA中e 處的吸收大概在δ3.8 左右，說明得到了目標(biāo)產(chǎn)物，并且純度很高.然后用核磁碳譜表征HEMA -Ad的純度，溶劑為CDCl3，13C NMR 圖譜如圖6b 所示，圖譜中出現(xiàn)了相應(yīng)的C 信號，并且基本沒有雜質(zhì)峰出現(xiàn)，說明制備的HEMA-Ad 純度很高.

客體分子AAm-Ad 由丙烯酰氯和與1 -金剛烷胺酰胺化反應(yīng)制得，把析出的晶體過濾出來干燥，共得到干重709 mg，通過質(zhì)譜表征，質(zhì)譜圖中出現(xiàn)了206 [M+H]+的正離子峰，204 [M -H]-的負(fù)離子峰，AAm - Ad 的分子鏈M = 205，說明產(chǎn)物中有AAm-Ad.然后通過核磁氫譜和碳譜表征產(chǎn)物的純度，溶劑為DMSO-d6，核磁氫譜如圖6c 所示，碳譜如圖6d 所示.從核磁圖譜c 處的單峰可以判斷產(chǎn)物成功制備，并且產(chǎn)物的純度很高. 核磁碳譜中出現(xiàn)了化合物中相關(guān)的碳信號峰，合成的化合物純度很高，驗證了化合物AAm-Ad 的成功制備.

圖6 客體分子HEMA-Ad 和AAm-Ad 的核磁共振氫譜(a， c）和碳譜(b， d）Fig.6 1H NMR (a， c） and 13C NMR (b， d） ofHEMA-AdandAAm-Ad

3.6 主客體包合物的表征

主體分子Py -β -CD/SWCNT 和客體分子HEMA-Ad 在溶劑DMSO 中組裝，得到的包合物HEMA-SWCNT-β -CD 凍干后通過二維核磁(2D NOESY)表征包合的相關(guān)性，2D NOESY 如圖7a 所示. 從圖譜中分析，一維H 譜中相關(guān)的信號峰基本都掃出來了，信號挺強(qiáng)的.方框中的相關(guān)信號δ(3.65，1.84)(3.65，1.72)(1.78，3.70)(1.66，3.71)表示HEMA-Ad 中的客體分子Ad 與Py -β -CD/SWCNT 中的主體分子CD 之間的相關(guān)信號峰.

主體分子Py-β -CD/SWCNT 和客體分子AAm-Ad 在溶劑DMSO 中組裝，得到的包合物AAm -SWCNT-β-CD 凍干后通過二維核磁(2D NOESY)表征包合的相關(guān)性，2D NOESY 如圖7b 所示.方框中的相關(guān)信號δ(3.63，1.97)(3.65，1.62)(1.95，3.63)(1.63，3.60)表示AAm -Ad 中的客體分子Ad 與Py-β-CD/SWCNT 中的主體分子CD 之間的相關(guān)信號峰.

圖7 包合物的二維核磁NOESY 圖譜Fig.7 2D NOESYofinclusioncomplexes

3.7 復(fù)合物的自愈合性能

為了深入研究基于主客體識別構(gòu)筑的材料自愈合機(jī)理，我們分別探討了本工作中構(gòu)筑的幾類復(fù)合材料的自愈合性能.PHEMA 與SWCNT 物理混合構(gòu)筑的復(fù)合物材料沒有任何自愈合現(xiàn)象，說明沒有主客體不能自愈合.PHEMA -SWCNT 在室溫下無需任何刺激既可完成自愈合.我們探討了硬質(zhì)材料PAAm-SWCNT 和軟材料PAAm -PBA -SWCNT 的自愈合現(xiàn)象，結(jié)果表明，兩種材料在不滴加水的情況下均不能發(fā)生愈合，說明沒有水參與的情況下，主客體相互作用不能重新生成. 但是，當(dāng)我們在斷面滴加少量水(100 μl)的時候，PAAm -PBA -SWCNT 可以很快的實現(xiàn)愈合，而PAAm -SWCNT 發(fā)生愈合的時間需要更長的時間，如圖8 所示.通過兩組實驗，我們可以得到結(jié)論：(1)材料的愈合需要水量的水；(2)材料的愈合需要斷面上的分子鏈具有一定的運(yùn)動性.

圖8 復(fù)合材料的愈合過程Fig.8 Self-healing behavior of composites

3.9 復(fù)合物的自愈合效率

復(fù)合物的力學(xué)自愈合性能由材料自愈合前后的最大拉伸強(qiáng)度決定的.我們分別測定初始樣條的拉伸強(qiáng)度，然后剪斷樣品，再將斷裂面重新結(jié)合，滴加少量的水，最后分別測定不同愈合時間內(nèi)材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，如圖9a-c 所示.

從應(yīng)力-應(yīng)變結(jié)果可以看出，PAAm -SWCNT 作為硬質(zhì)材料，機(jī)械強(qiáng)度最大，形變較小，PAAm -PBA-SWCNT 是軟材料，機(jī)械強(qiáng)度很弱，但拉伸性能不錯，PHEMA-SWCNT 介于兩者之間.力學(xué)自愈合效率(ηmech)公式：ηmech= Thealed/Tinitial，Tinitial指初始樣品的拉伸強(qiáng)度，Thealed指愈合后樣品的拉伸強(qiáng)度，通過公式計算出材料的自愈合效率，如圖9d 所示.

圖9 復(fù)合材料愈合前后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線以及自愈合效率Fig.9 The stress-strain curves and the mechanicalhealing effciencyof composites

4 結(jié)論

本工作制備了五類復(fù)合物材料：(1)PHEMA 與SWCNT 物理混合材料PHEMA/ SWCNT，(2)室溫下幾乎吸濕的硬質(zhì)材料PAAm -SWCNT，(3)室溫下吸濕的硬質(zhì)材料PHEMA -SWCNT，(4)室溫下不吸濕的軟材料PAAm -PBA -SWCNT，(5)室溫下完全不吸濕的堅硬材料PMMA-SWCNT.通過五類基于環(huán)糊精主客體復(fù)合物愈合情況相互比較，深入研究了基于環(huán)糊精主客體自愈合材料的愈合機(jī)理. 研究表明：主客體相互作用是必備條件，并且是材料愈合的主要驅(qū)動力；材料的愈合需要足夠的相互作用，即主客體之間的包合能力要足夠可以使斷裂的兩塊材料形成一個整體；材料愈合過程中需要水的參與，水為主客體的形成提供一個有利環(huán)境；高分子鏈的運(yùn)動性促進(jìn)材料的愈合，分子鏈運(yùn)動性較差的高分子材料很難實現(xiàn)愈合.本工作通過將功能性的無機(jī)粒子引入到基于主客體識別的聚合物中構(gòu)筑自愈合功能材料，這種研究思路具有較強(qiáng)的普適性和選材空間，為基于主客體的自愈合材料制備提供有意義的理論指導(dǎo).