華南理工大學(xué)/浙江大學(xué)：自修復(fù)，強(qiáng)機(jī)械，3D打印無液導(dǎo)電離子凝膠

來源：高分子材料科學(xué)

最近，華南理工大學(xué)孫桃林/浙江大學(xué)賈錚教授團(tuán)隊(duì)展示了新型無液體離子導(dǎo)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(dǎo)電彈性體（ICE）的示意圖和物理特性

圖2 無液體ICE的機(jī)械性能

圖3 無液體ICE的電化學(xué)性能

據(jù)介紹，ICE具有非凡的機(jī)械通用性，包括出色的可拉伸性，高強(qiáng)度和韌性，可快速自我修復(fù)，和可3D打印性。更有趣的是，ICE可以克服強(qiáng)度與韌性之間的沖突（這在力學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域已廣為人知），并且可以克服離子電導(dǎo)率常見的離子電導(dǎo)率和機(jī)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(yīng)應(yīng)變，力和溫度

圖5 演示無液體ICE的可打印性

隨后研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開發(fā)了幾種基于ICE的無液離子電學(xué)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(xì)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(xiàn)：doi.org/10.1002/adma.202006111