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共晶凝膠因其卓越的離子導(dǎo)電性、非揮發(fā)性和成本效益，正逐漸成為下一代可拉伸電子器件的候選材料。然而，大多數(shù)共晶凝膠存在機(jī)械強(qiáng)度和韌性不足以及明顯吸濕的難題。本文提出了一種共晶凝膠設(shè)計(jì)新策略，通過(guò)制備具有親水和疏水雙離子通道的相分離共晶凝膠（PSDIC-gel）解決上述挑戰(zhàn)，凝膠展現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能，特別是耐水性的顯著提高。凝膠的制備過(guò)程是將親水性和疏水性的兩種可聚合深共晶溶劑混合，通過(guò)光引發(fā)聚合誘導(dǎo)的微相分離來(lái)自發(fā)形成具有雙離子通道的納米尺度微觀結(jié)構(gòu)。其中，含有鋰離子通道的親水性聚丙烯酸相富含氫鍵和離子-偶極相互作用，提供了機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性；而含有膽堿陽(yáng)離子通道的疏水性聚六氟丁基丙烯酸酯相則增強(qiáng)了凝膠的韌性、導(dǎo)電性和耐水性。通過(guò)優(yōu)化親疏水相的含量比例，獲得了具有高拉伸強(qiáng)度（6.03 MPa）、韌性（16.18 MJ m-3）、優(yōu)異離子導(dǎo)電性（1.6 × 10-3 S m-1）、強(qiáng)基底粘附力和快速室溫自愈能力的微相分離透明共晶凝膠。多核固體核磁共振（ssNMR）實(shí)驗(yàn)揭示了PSDIC-gel中雙離子通道的導(dǎo)電機(jī)制和微相分離結(jié)構(gòu)，提供了在原子水平上對(duì)復(fù)雜離子-分子間相互作用和離子傳輸特性的深入認(rèn)識(shí)。這類PSDIC-gel共晶凝膠可用于制造柔性摩擦電納米發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)精確的實(shí)時(shí)自供能人體運(yùn)動(dòng)傳感檢測(cè)等應(yīng)用。該工作通過(guò)結(jié)構(gòu)-性能協(xié)同調(diào)控工程推進(jìn)了共晶凝膠材料設(shè)計(jì)，為可穿戴電子設(shè)備提供了一種兼顧機(jī)械強(qiáng)度、環(huán)境適應(yīng)性和離子導(dǎo)電性的通用策略。
