表皮是生物體重要的組織結構，在日常生活當中起著防御外力與細菌入侵的作用。當表皮受到破損時，它的上下分層會產生積極的協同效果，促使表皮達到完好如初的狀態。這種積極防御與自修復的行為是大自然中的生物體經過自然演變所形成的優雅結構賦予的，這一過程高效節能。受這種分層結構與功能的啟發，吉林大學化學學院楊明教授帶領其研究團隊，在前期工作中利用層層自組裝（LBL）技術制備出了與表皮結構高度類似的、具有協同修復效果的高剛度、高硬度智能涂層（ACS Nano,2018,12,1062 1073）。與生物體表皮結構的完美形成及功能高效性相比，該工作的LBL技術還存在很多局限性，如規模難以放大，成本太高。隨著自修復材料的快速發展，目前迫切需要一種更好的仿生技術來平衡自修復材料的生產效率與自愈合性能。

為了實現這一有意義的需求，該研究組設計了一種共溶劑體系，成功的使用刮膜技術（Doctor Blade Coating）獲得了與表皮結構相類似的多級分層結構。該涂層的上層使用廉價、易分散的蒙脫土粘土片（MTM）作為增強相，不僅可以提高涂層的機械性能，還可以防止下層高分子在修復過程中的外溢。利用這種簡單、快速、高效的刮膜技術獲得的雜化涂層，保持了和LBL涂層類似的高剛度（34.3±1.4GPa）和高硬度（1.65±0.09 GPa），其雙層薄膜的厚度與 MTM 的含量可以方便的調節，從而進一步優化協同自修復性能。由于這種刮膜技術的使用，該涂層可以廣泛的應用到不同的基底上，例如可以作為具有阻燃性能的保護膜涂覆在纖維板上。

另外，由于單寧酸的存在，該涂層還具有抗菌和高黏附等特點。這種將仿生理念運用到大規模制備的嘗試為實現新型智能材料的應用提供了重要的思路。

該 研 究 成 果 以“Scalable Synthesisof Multifunctional Epidermis-Like SmartCoatings”為題發表在《Advanced FunctionalMaterials》上，同時被 Wiley 的科學新聞網站（Advanced Science News）作為研究亮點所報道。