形形色色的动态化学键可以用来实现材料的自修复行为，但是随着自修复材料的快速发展，其自身的矛盾也越来越突出。由于对于高流动性的要求，自修复材料的机械强度通常比普通材料低很多。面对这一难题，人们主要通过简单的添加无机增强填料或繁琐的调控分子之间的作用力来增强其机械强度，然而为了保持动态性能，这些手段对于自修复材料机械性能的增强效果十分有限。

在自然进化的进程中，多层结构具有很重要的作用。例如，表皮的上下分层多级杂化结构，在日常的生活当中起着防御外力与细菌入侵的作用。当表皮受到破损时，其中的上下分层会产生积极的协同效果，促使表皮达到完好如初的状态。受这种结构与功能的启发，吉林大学化学学院杨明教授带领其研究团队，在前期的工作中利用层层自组装（LBL）技术制备出了与表皮结构高度相类似的，具有协同修复效果的高刚度﹑高硬度自修复涂层（ACS Nano, 2018, 12, 1062?1073）。但是，与生物体表皮结构的完美形成与功能高效性相比，该工作的LBL技术还存在很多的局限性，如规模难以放大，成本太高。为了促进这一仿生手段的进一步发展，迫切需要一种更好的技术来平衡自修复材料的生产效率与自愈合性能。

为了实现这一有意义的需求，该研究组设计了一种共溶剂体系，成功的使用刮膜技术（Doctor Blade Coating）获得了与表皮结构相类似的多级分层结构。该涂层的上层使用廉价﹑易分散的蒙脱土粘土片（MTM）作为增强相，不仅可以提高涂层的机械性能，还可以防止下层高分子在修复过程中的外溢。利用这种简单、快速、高效的刮膜技术获得的杂化涂层，保持了和LBL涂层类似的高刚度（34.3±1.4 GPa）和高硬度（1.65±0.09 GPa），其双层薄膜的厚度与MTM的含量可以方便的调节，从而进一步优化协同自修复性能。由于这种刮膜技术的使用，该涂层可以广泛的应用到不同的基底上，例如可以作为具有阻燃性能的保护膜涂覆在纤维板上。另外，由于单宁酸的存在，该涂层还具有抗菌和高黏附等特点。这种将仿生理念运用到大规模制备的尝试为实现新型智能材料的应用提供了重要的思路。

表皮状智能涂层的大规模制备

这一成果近期发表在Advanced Functional Materials 上，通讯作者为杨明教授。这篇文章发表以后，被Wiley的科学新闻网站（Advanced Science News）作为研究亮点予以报道。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

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报道网页：

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