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華南理工大學/浙江大學:自修復,強機械,3D打印無液導電離子凝膠

科研前沿
2021
02/25
09:12
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來源:高分子材料科學

最近,華南理工大學孫桃林/浙江大學賈錚教授團隊展示了新型無液體離子導電彈性體(ICE),它們是通過鋰鍵和氫鍵承載鋰陽離子和相關(guān)陰離子的共聚物網(wǎng)絡(luò),因此它們本質(zhì)上不受泄漏和蒸發(fā)的影響。

圖1無液體離子導電彈性體(ICE)的示意圖和物理特性

圖2 無液體ICE的機械性能

圖3 無液體ICE的電化學性能

據(jù)介紹,ICE具有非凡的機械通用性,包括出色的可拉伸性,高強度和韌性,可快速自我修復,和可3D打印性。更有趣的是,ICE可以克服強度與韌性之間的沖突(這在力學和材料科學領(lǐng)域已廣為人知),并且可以克服離子電導率常見的離子電導率和機械性能之間的沖突。

圖4 基于ICE的無液體離子皮膚,可以感應應變,力和溫度

圖5 演示無液體ICE的可打印性

隨后研發(fā)團隊進一步開發(fā)了幾種基于ICE的無液離子電學器件,包括電阻傳感器,多功能離子蒙皮和摩擦電納米發(fā)生器(TENGs),它們不受以前基于凝膠的設(shè)備的限制,例如泄漏,蒸發(fā)和弱的水凝膠-彈性體界面。另外,通過打印一系列具有精細特征的結(jié)構(gòu),可以證明ICE的3D可打印性。這一發(fā)現(xiàn)為各種要求環(huán)境穩(wěn)定性和耐久性的電離電子提供了希望。

目前,該研究成果已經(jīng)發(fā)表在《Advanced Materials》上,題為A Mechanically Robust and Versatile LiquidFree Ionic Conductive Elastomer。

參考文獻:doi.org/10.1002/adma.202006111




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