背景介绍
文章亮点
1. 针对聚离子液体基弹性体材料种类繁多的问题，本文从聚离子液体基导电弹性体的微观组成出发，对其进行了分类，主要分为单组分、双组分、交联结构、掺入/共混等。这种分类方法更为直接和高效，对高性能聚离子液体基柔性材料的设计与开发提供了设计思路；
2. 针对聚离子液体基弹性体材料性能各异，应用前景不同，本文详细介绍了各种聚离子液体基弹性体材料的合成方法、突出的性能和应用领域，并对该类材料的未来发展方向进行了展望，为聚离子液体基柔性材料的研究与应用提供了多维度参考。
内容介绍
1 PIL-ICEs的研究现状
2023年，Li等[21]同样设计了一种单组分PIL-ICEs。与PZIL弹性体的设计理念不同，该课题组的创新之处在于引入配位型阴离子（ZnBr2），并通过调节ZnBr2的添加量调控弹性体的各项性能。仍采用光引发聚合制备了PIL-Zn均聚物弹性体（图2a），PIL-Zn弹性体中同样存在多重作用力，Zn2+可与卤素离子络合形成配位阴离子，并作为物理交联中心，与咪唑阳离子通过分子间和分子内氢键形成超分子网络结构（图2b），这些作用力赋予了弹性体优异的力学性能（断裂强度可达4 MPa，断裂应变最高达4220%，图2c）和导电性能（导电率可达2 × 10-3S/cm，图2d），这是大多数聚离子液体基均聚物弹性体所不具备的。
1.2 双组分PIL-ICEs
2021年，Ming等[23]采用光引发自由基聚合法设计了基于离子偶极作用的双组分聚离子液体基导电弹性体，并将其命名为本征导电聚合物（Intrinsically Conducting Polymer，ICP）。在这项工作中，离子液体单体中的咪唑阳离子和丙烯酸六氟丁酯单体中的C-F键形成了离子偶极作用（图3a、图3b），该作用力赋予了弹性体良好的力学（断裂应变最高可超过1800%，图3c）、自愈合性能（图3d）。
1.3 交联结构PIL-ICEs
2021年，Ming等[26]采用紫外光引发聚合设计了交联结构的PIL-ICEs，并将其命名为离子弹性体（Ionoelastomer）。该设计中，1-（6-（丙烯酰氧基）-己基）-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酰基酰亚胺盐（离子液体单体，[EIC6A][TFSI]）和丙烯酸丁酯（BA）单体被固定在弹性体网络中，而自由移动的TFSI阴离子赋予了弹性体一定的导电性（图6a、图6b）。
2023年，Li等[28]采用两步光引发聚合法设计了一种具有高抗冲击性的PIL双网络弹性体。该设计中，首先通过光聚合法，在离子液体单体1-苄基-3-乙烯基咪唑盐（[BnVIm]Cl）中加入交联剂PEDGA制备了第一个交联的PIL网络（S1N），将S1N浸入丙烯酸羟乙酯（HEA）的甲醇溶液中，之后经过第二次光聚合形成与S1N互穿的第二个PHEA网络（S2N），除去溶剂最终得到PIL DN弹性体（图7a）。
2 PIL-ICEs的实际应用
2.1 柔性可穿戴传感器领域
Ming等[26]将利用交联策略制得的Ionoelastomer应用于传感器领域，该团队将弹性体样品的每个端部连接一根绝缘铜导线，该绝缘铜线通过一片银膏固定，然后涂覆一层PDMS，得到了一个简易的可在水下工作的电阻式柔性可穿戴传感器（图10a、图10b）。
2.2 摩擦电纳米发电机领域
Li等[20]研制的PZIL弹性体可被加工制作成TENG。可以看出，TENG被设计为“三明治”结构（图11a），PZIL弹性体被夹在两片TPU介电层薄膜中。
2.3 电致发光器件领域
电致发光器件（Alternating-Current Electroluminescent，ACEL）是一种在交流电驱动下能够产生电致发光的器件[42]。这类器件因其独特的发光机制和优异的机械柔性，在柔性显示、可穿戴设备等领域展现出巨大的应用潜力[43]。兼具光学透明性、自愈合性、柔性的聚离子液体基导电弹性体是制作ACEL器件的理想材料。
3 展望
3.1 目前制备PIL-ICEs的方法通常采用光引发或者传统自由基聚合，该方法流程简易，成本较低。但是所制备的材料分子量分布较宽，且以无规结构为主，序列结构不能精准调控，很难建立PILs的微观结构及相互作用与性能之间的关系，因此如何构筑微观结构精确控制的聚离子液体基导电弹性体是高分子合成领域的重点。
3.2 目前PIL-ICEs的设计策略以单组分和双组分为主，面临着力学性能与导电性能或力学性能与自愈合性能间的矛盾，通过引入双网络结构、与液态金属LM共混成为解决该矛盾的有效途径。
3.3 PIL-ICEs材料中广泛存在着各种超分子作用力，如何表征弹性体中存在的超分子作用力是目前研究的难点之一，随着科技的不断发展，目前可采用变温红外（Temperature-Variable Infrared）或者变温核磁（TV-NMR）来定性分析。
青年编委介绍
刘娜，辽宁大学稀散元素化学研究所助理研究员，硕士生导师，2012年以直博生的身份保送到长春应化所高分子物理与化学国家重点实验室，多年来一直从事功能化高分子材料的构建、性能研究及其应用等工作。近五年，在Journal of Energy Storage、Polymer Chemistry等国际知名期刊上发表SCI论文10余篇，申请发明专利30余项，授权专利5项。主持国自然青年项目1项，省部级项目2项，校级项目若干项，横向课题2项。
主要研究方向
功能化或拓扑结构高分子材料的构筑、性能研究及其应用
近五年代表作
1. Xiaolei You, Haiming Xu, Chengcai Li, Jie Wei, Na Liu*, Dawei Fang*. Synthesis of room-temperature self-healing network polymers based on multiple metal-ligand coordination interactions, Journal of Polymer Research, 2025, 32, 24.
2. Minghua Jing, Zijun Zhang, Xi Li, Shan Jiang, Yingying Peng, Yanqiu Chen, Na Liu*,Xinzhuang Fan*, Dawei Fang*. Multi-dimensional control strategy of carbon nanofibers electrode in vanadium redox flow batteries, Journal of Energy Storage, 2024, 101, 113989.
3. Zhichao Zhang*, Jingyi Yu, Anqi Guan, Na Liu*, Yongkang Zhang, Shuang Han*, Zhaoyang Wen. Homopolymerization of substituted styrenes and their copolymerization with carbon monoxide catalyzed by iminopyridine palladium catalyst, Polymer, 2024, 310, 127477.
4. Dawei Fang, Jingyi Wen, Hao Yu, Jince Zhang, Xiaolei You, Na Liu*. Ionic liquid functionalized polylactides: the effect of anions on catalytic activity and carbon nanotube dispersion, Materials Advances, 2023, 4, 948.
5. Na Liu, Jince Zhang, Jingyi Wen, Xiaolei You, Dawei Fang. Immortal polymerization of LA: the influence of steric effects, electronic effects and pKa on chain transfer agents, Polymer Chemistry, 2022, 13, 1978.
