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斷裂強(qiáng)度高且有韌性的離子液體皮膚

2024-12-27 10:14:26 sh默尼 5

皮膚作為人體的重要組成部分,不僅起到保護(hù)屏障的作用,還能夠?qū)囟?、壓力等刺激進(jìn)行響應(yīng)。受此啟發(fā),越來越多的研究者投入到可拉伸、自修復(fù)傳感器的研發(fā)工作中。在自修復(fù)傳感器領(lǐng)域,由離子液體(ILs)膨脹得到的自修復(fù)離子凝膠顯示出巨大的應(yīng)用潛力。離子凝膠因其優(yōu)異的電化學(xué)性能、機(jī)械拉伸性以及不揮發(fā)性,已成功作為傳感層在壓力、應(yīng)變和溫度等自修復(fù)機(jī)械傳感器中發(fā)揮重要作用。盡管如此,自修復(fù)離子導(dǎo)體較低的力學(xué)性能仍舊是阻礙其實(shí)際應(yīng)用的重要因素。


通常,通過將動(dòng)態(tài)超分子相互作用(如氫鍵、π-π相互作用、離子相互作用和金屬-配體配位等)整合到聚合物基體中以賦予聚合物固有的自修復(fù)能力。然而,弱動(dòng)態(tài)鍵的引入又會(huì)對(duì)自愈聚合物的力學(xué)性能造成損耗。此外,離子液體的引入也會(huì)削弱聚合物的機(jī)械韌性。因此,平衡好材料的自修復(fù)能力和機(jī)械性能具有重要意義。盡管已有研究報(bào)道了堅(jiān)韌且能自修復(fù)的聚合物,但是對(duì)于能同時(shí)實(shí)現(xiàn)可拉伸、堅(jiān)韌且能自修復(fù)的離子導(dǎo)體的相關(guān)的研究仍然不足。

基于此,來自滑鐵盧大學(xué)Insang You、首爾國立大學(xué)Jiheong Kang團(tuán)隊(duì)將動(dòng)態(tài)芳香二硫鍵(DS)2-脲基-4-嘧啶酮(UPy)基團(tuán)同時(shí)引入到聚合物中,賦予了離子導(dǎo)體優(yōu)異的韌性、自愈性和機(jī)械性能,展示了自修復(fù)離子導(dǎo)體在軟機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。


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