武汉纺织大学于志财 Carbohyd. Polym.:基于多重动态键网络的超稳健海藻基自愈合温度传感纤维 - 实现宽温域高效自修复

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针对这一挑战，武汉纺织大学于志财教授课题组依靠多重动态键网络构筑策略与协同增效机制创新性设计了以海藻酸钠/氧化海藻酸钠/羧甲基壳聚糖为基体，引入单宁酸 与 Fe³⁺自组装的多酚纳米球作为氢键与席夫碱键的动态交联中心，同时复合 MXene 纳米片，通过湿法纺丝与凝固交联制备了基于多重动态键网络的超稳健海藻酸盐基温度传感纤维，实现从零下低温到零上的宽温域自修复创新突破，为生物基“绿色”可穿戴柔性电子纤维材料的低温场景化应用与修复提供了新思路。

相关研究成果以“Ultrarobust alginate-based temperature sensing fiber across subzero to above zero self-healing performance enabled by polyphenol-nanosphere engineered multiple dynamic bonds”为题发表在 Carbohydrate Polymers 上。文章第一作者是武汉纺织大学纺织科学与工程学院硕士生李晓茜，通讯作者是何华玲副教授和于志财教授。

该研究巧妙利用多重动态键协同增效机制：席夫碱共价键构筑纤维网络骨架，保障结构长效稳定；低活化能氢键实现断裂界面快速初始粘附；基于多酚纳米球的金属配位键主导力学强度恢复，尤其在零度以下。三类动态键各司其职、互补协同，搭配低活化能的局部分子重排机制，彻底突破传统多糖纤维低温自修复瓶颈。测试结果显示，纤维在 -10 ℃断裂自修复后强度保持率达 65.7%，在室温下（25℃）水驱动响应自修复效率达 97.64%，具备零下到零上的宽温域的自修复能力，显著提升了温度传感纤维的环境适应性与服役可靠性。此外，纤维基材可在205天完全自然降解，实现了全生命周期的低碳环保。

图1.超稳健海藻基宽温域自愈合温度传感纤维的设计和制备流程。

图2.单宁酸与Fe³⁺自组装多酚纳米球与性能表征。

图3.超稳健海藻基宽温域自愈合温度传感纤维的结构特征。

图4. 自愈合温度传感纤维的机械和零下自愈性能测试。

图5. 超稳健海藻基宽温域温度传感纤维自愈合机制及循环耐用性能。

图6. 超稳健海藻基自愈合纤维的温度传感性能测试。

图7. 超稳健自愈合海藻基温度传感纤维的扩展化应用。

相关研究工作得到了湖北省教育厅科研计划项目及武汉纺织大学科技创新计划项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2026.125395

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