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Conditional repair by locally switching the thermal healing capability of dynamic covalent polymers with light

  • Healable materials could play an important role in reducing the environmental footprint of our modern technological society through extending the life cycles of consumer products and constructions. However, as most healing processes are carried out by heat alone, the ability to heal damage generally kills the parent material’s thermal and mechanical properties. Here we present a dynamic covalent polymer network whose thermal healing ability can be switched ‘on’ and ‘off’ on demand by light, thereby providing local control over repair while retaining the advantageous macroscopic properties of static polymer networks. We employ a photoswitchable furan-based crosslinker, which reacts with short and mobile maleimidesubstituted poly(lauryl methacrylate) chains forming strong covalent bonds while simultaneously allowing the reversible, spatiotemporally resolved control over thermally induced de- and re-crosslinking. We reason that our system can be adapted to more complex materials and hasHealable materials could play an important role in reducing the environmental footprint of our modern technological society through extending the life cycles of consumer products and constructions. However, as most healing processes are carried out by heat alone, the ability to heal damage generally kills the parent material’s thermal and mechanical properties. Here we present a dynamic covalent polymer network whose thermal healing ability can be switched ‘on’ and ‘off’ on demand by light, thereby providing local control over repair while retaining the advantageous macroscopic properties of static polymer networks. We employ a photoswitchable furan-based crosslinker, which reacts with short and mobile maleimidesubstituted poly(lauryl methacrylate) chains forming strong covalent bonds while simultaneously allowing the reversible, spatiotemporally resolved control over thermally induced de- and re-crosslinking. We reason that our system can be adapted to more complex materials and has the potential to impact applications in responsive coatings, photolithography and microfabrication.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:A. Fuhrmann, R. Göstl, R. Wendt, J. Kötteritzsch, M. D. Hager, U. S. Schubert, Kerstin Brademann-Jock, Andreas ThünemannORCiD, U. Nöchel, M. Behl, S. Hecht
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Nature Communication
Jahr der Erstveröffentlichung:2016
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:NATURE PUBLISHING GROUP
Verlagsort:MACMILLAN BUILDING, 4 CRINAN ST, LONDON N1 9XW, ENGLAND
Jahrgang/Band:7
Erste Seite:Article 13623, 1
Letzte Seite:7
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Polymer; SAXS; Small-angle X-ray scattering
DOI:10.1038/ncomms13623
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-386689
ISSN:2041-1723
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - Namensnennung
Datum der Freischaltung:14.12.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:05.01.2017
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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