
7月20日,光聚合功能材料实验室在自修复功能高分子与智能气体传感研究方向取得新进展。实验室顾兴杭同学为第一作者、杨海涛老师为通讯作者,复旦大学邓勇辉教授为共同通讯作者的综述论文 “Recent Advances in Self-healing Conducting Polymers for Gas Sensors” 被国际学术期刊 《SmartMat》 正式接收。
《SmartMat》是面向智能材料领域的重要开源学术期刊,重点关注能够在外界刺激下产生可控响应或功能变化的先进材料,报道范围涵盖智能高分子、刺激响应材料、自修复材料、柔性电子、智能传感、能源材料及生物医用材料等前沿方向。此次论文聚焦自修复导电高分子气体传感器,与期刊在智能材料、柔性器件和功能集成等方面的办刊定位高度契合。
根据Wiley期刊指标页面公布的数据,《SmartMat》最新影响因子为14.3,2025年全年共发表论文58篇,稿件录用率为15%,体现了期刊较为严格的稿件遴选标准和较强的学术竞争力。论文能够被该刊接收,是实验室在功能高分子材料与智能传感交叉研究领域取得的一项重要阶段性成果。
随着柔性电子、可穿戴设备和环境监测技术的发展,气体传感器不仅需要具备较高的灵敏度、较低的检测限和良好的选择性,还需要在弯折、拉伸、冲击及长期循环使用等复杂条件下保持稳定工作。导电高分子具有室温响应、结构可调、易于加工和适合柔性器件制备等优势,但其机械强度和结构稳定性相对不足,受到外力损伤后容易出现导电通路破坏、信号漂移和传感性能衰减。
针对这一问题,论文围绕“自修复功能如何赋予导电高分子气体传感器更高的可靠性和更长的服役寿命”这一核心问题展开系统论述。文章详细介绍了分子链扩散、动态共价键、氢键、金属—配体配位、离子相互作用、主客体作用及微胶囊修复等典型自修复机制,并梳理了自修复导电高分子的主要制备方法、导电机理和气体传感原理。
在此基础上,论文重点总结了自修复导电高分子材料在氨气、二氧化氮、挥发性有机物和氢气检测中的代表性研究进展,并从器件结构角度比较了分层式结构与一体化网络结构的特点。文章进一步分析了材料损伤与修复过程中导电网络重构、气体扩散通道变化和传感性能恢复之间的耦合关系,指出机械性能恢复并不必然意味着传感功能完全恢复,只有同步重建导电通路和气体可接近的活性界面,才能实现器件性能的可靠恢复。
论文还对该领域当前面临的关键问题进行了深入讨论,包括自修复过程对温度、光照或水分等外部条件的依赖,自修复能力与气敏灵敏度之间的平衡,复杂环境下的选择性和抗干扰能力,以及经历多次损伤—修复循环后的重复性、基线稳定性和长期可靠性。在此基础上,文章提出,自修复导电高分子气体传感器未来应进一步加强材料设计、导电网络、气体传输通道与器件结构的一体化协同,为其在智能穿戴、柔性电子、环境监测和安全预警等领域的实际应用奠定基础。
此次论文的接收,凝聚了作者团队在文献调研、理论梳理、体系构建和反复修改过程中的持续投入,也体现了光聚合功能材料实验室与复旦大学相关科研团队在智能材料与气体传感领域的良好合作基础。
实验室向顾兴杭同学及论文全体作者表示祝贺。未来,光聚合功能材料实验室将继续围绕功能高分子材料的结构设计、性能调控与器件应用开展研究,聚焦关键科学问题,持续推进高质量科研成果产出。