近日,王雙飛院士團隊利用巰基硅烷反應以及動態共價化學中醇-醚交換反應的化學選擇性和位點特異性,制備了一種高韌性、可降解的單片集成式摩擦電生物塑料。通過共價鍵適應界面相互作用的方式耗散應力,使得聚合物介電層與導電層具有良好的界面黏附(220.55 kPa)。同時,高能的共價鍵使摩擦電生物塑料具備出色的拉伸強度(87.4 MPa)與斷裂韌性(33.3 MJ m-3)。即使在受到自身重量10000倍的拉力,仍能保持穩定的摩擦電輸出,無明顯裂紋產生。該項成果以題為“A Tough Monolithic Integrated Triboelectric Bioplastic Enabled by Dynamic Covalent Chemistry”發表在最新一期國際學術期刊《Advanced Materials》(IF=29.4)上。2021級碩士研究生邵宇正為第一作者,聶雙喜教授為通訊作者。
電子廢棄物對全球環境和人類健康的威脅日益嚴峻,引起了特別關注。可持續和可降解材料合成的摩擦電設備是一種有前途的電子替代品,但在實際應用中仍未解決聚合物基材與電極的界面機械失配問題。自供電可穿戴設備中的柔性摩擦電材料,在面臨反復彎曲、折疊的強剪切力作用時。用于摩擦起電的聚合物介電層與傳輸感應電荷導電層間的弱粘合性,易發生局部剝離與裂紋擴展等問題。機械不匹配的弱粘合界面,將嚴重影響柔性摩擦電材料的電子傳輸效率,導致傳感器件的失效。在此背景下,深入研究綠色電子產品中柔性聚合物基材和剛性導電涂層的界面粘合效果,這對于柔性自供電傳感器在復雜環境下實現穩定、高靈敏的電子傳輸至關重要。
原文鏈接:https://doi.org/10.1002/adma.202311993
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