受自然界中有机生物体固有自愈合特性的启发,近些年来基于物理或化学策略合成的仿生智能自修复材料已经被广泛研究并且可以有效延长功能性高分子材料的使用寿命。由于材料在长期使用过程中产生的微裂纹会迅速扩展成为宏观裂缝而难以修复,因此从实际应用的角度出发,发展无需任何外界刺激辅助的室温快速高效自修复体系至关重要。本论文通过对不同类型自修复材料的内在修复机理进行系统地探究以及合适的调控,成功制备得到多种可室温自发快速修复的新型智能高分子材料,并且对其在不同领域内的潜在应用价值进行了有效探索。取得的主要研究成果如下:1.选取键能与动态性高度可调控的配位键为主要研究对象,以深刻理解微观配位结构-宏观修复性能之间的“构效关系”为出发点,成功开发出一类基于动态配位键调控的室温快速自修复材料。首先设计合成了四种配位构型相同但由不同取代基修饰（-H或-CH3）的Zn（Ⅱ）-二亚胺基吡啶模型配合物,通过高分辨质谱对小分子配合物之间的动力学交换行为进行了实时监测与研究。随后利用亚胺缩聚反应将不同取代基修饰的Zn（Ⅱ）-二亚胺基吡啶配合物体系分别引入到线型聚二甲基硅氧烷（PDMS）高分子链中得到由配位键交联的聚合物网络PDMS-NNN-Zn和PDMS-Me NNN-Zn。对这两种配位聚合物分别进行等温滴定量热实验、动态流变学分析以及力学拉伸测试,结果表明两者具有相同的配位比和配位构型,然而当亚胺基吡啶配体上以给电子的甲基（-CH3）官能团进行修饰时,所得配位聚合物PDMS-Me NNN-Zn中的配位键合作用相对较弱且室温下动态交换性更好,因此展现出更快的修复速度和更高的修复效率,其表面裂纹在受损后室温下放置30 min内便可以迅速愈合并完全消失,力学性能的平均自愈合效率高达94.7%。2.针对现有基于动态亚胺键构筑的自修复材料尚未能够实现室温下自发快速愈合的状况,本文通过引入痕量氨基催化亚胺交换和复分解反应的策略,成功得到一种室温下可秒级超快速自修复的聚亚胺高分子材料。首先,利用1H-NMR证明了亚胺小分子溶液中的动态交换速率在痕量氨基的存在时可显著提升。随后采用四臂醛基化合物（BTA）与稍稍过量的氨基封端聚甲基硅氧烷（H2N-PDMS-NH2）经亚胺缩聚反应,得到目标聚亚胺高分子材料BTA-PDMS。通过与对照组的材料进行比较,证明了恰是由于该亚胺交联网络中痕量未反应氨基的存在起到催化作用,使得其内部的动态亚胺键具有更快的断裂再形成交换速率,因而BTA-PDMS在受到外界多种损伤后（切断、划伤、戳破）,无需任何外加刺激辅助,都可以在室温环境下10 s内自发愈合表面伤口,60 s内使得力学性能恢复到初始状态,自修复效率高达99.3±4.6%。基于BTA-PDMS特有的秒级自修复功能,加上其在不同基底（玻璃、金属、特氟龙、塑料）上均能展现出优异的粘结性能,最终成功将该材料应用于自修复粘结剂以及防水密封剂领域。3.由于大多数基于动态化学键构筑的自修复材料自身交联点的动态性,因此难以在长期的使用过程中经受住外界极端环境的干扰。在保持材料室温快速自愈合性质的前提下,进一步提升其在多种不同环境下的稳定性和修复性具有重要的现实意义。通过选择环境稳定性优异的高分子量PDMS为主链,利用氨基与异氰酸酯之间的一锅法缩聚反应,将微量的脲键单元（0.26 wt%）引入到线型PDMS高分子链中并通过氢键诱导策略增强了链内与链间的缠结作用,成功得到由高密度物理可逆缠绕相互作用交联的自修复聚合物网络HPUrea。该材料不仅可以在常规室温条件下快速高效地恢复其力学性能,而且还具备在多种极端环境（水下、盐溶液、油相、有机溶剂、强酸、强碱、低温、强氧化剂、强还原剂等）中保持长时间稳定并且快速自我修复的能力,其在受损后无需任何外加刺激辅助,30 min内的自愈合效率最高可达97.6±3.6%。在此基础上,通过冷压包覆的方式将HPUrea与液态金属镓铟合金（EGa In）层层组装,成功得到一种可在多种环境快速自发修复并且保持功能长期稳定性的可拉伸应变传感器HPUrea-EGa In,并且顺利将其应用于人体活动的实时记录、监测和调节。