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雷通達(dá)博士在Mater Horiz和Nano Energy發(fā)表離子液體導(dǎo)電凝膠論文

     近期,雷通達(dá)博士分別在《Mater Horiz》 2024, 11: 1234和《Nano Energy》2024, 126: 109633發(fā)表離子液體導(dǎo)電凝膠論文。


    發(fā)表在《Mater Horiz》的論文主要制備了一種多功能的離子導(dǎo)電水凝膠,該水凝膠具有高強度、良好的導(dǎo)電性、透明度、抗凍性和抗菌性能。研究人員通過在聚乙烯醇(PVA)和羧甲基纖維素(CMC)的基材中引入交聯(lián)的AAm和VBIMBr共聚物網(wǎng)絡(luò),通過自由基聚合反應(yīng)構(gòu)建了這種水凝膠。由于共聚物之間的多種相互作用,包括共價交聯(lián)、多重氫鍵相互作用和靜電相互作用,所得到的離子導(dǎo)電水凝膠表現(xiàn)出高拉伸強度(360.6 kPa)、大斷裂伸長率(810.6%)、良好的韌性和疲勞抗性能。VBIMBr的引入賦予了PCPAV水凝膠良好的透明度(約92%)、高離子電導(dǎo)率(15.2 mS/cm)和抗菌活性,且在低于零度的溫度下具有良好的柔性和導(dǎo)電性。值得注意的是,該水凝膠具有廣泛的應(yīng)變范圍(0-800%)、高應(yīng)變靈敏度(GF = 3.75)、快速響應(yīng)、長期穩(wěn)定性和極佳的耐久性,使其能夠檢測到大關(guān)節(jié)運動和微小肌肉運動。


    發(fā)表在《Nano Energy》上的論文主要開發(fā)了一種具有超高拉伸性(~1750%)、高透明度(85%)、高導(dǎo)電率(13.7 mS/cm)和出色抗凍性(低于-80°C不會凍結(jié))的多功能離子導(dǎo)電水凝膠(PPAVC-BA)。由PPAVC-BA水凝膠組裝而成的應(yīng)變傳感器具有高靈敏度(GF=4.43)、超寬傳感檢測范圍(0%-1100%)和快速響應(yīng)時間。基于這些特性,PPAVC-BA水凝膠應(yīng)變傳感器可以準(zhǔn)確識別人體的不同關(guān)節(jié)運動以及微弱的肌肉跳動(如脈搏)。此外,基于PPAVC-BA水凝膠的TENG(PPAVC-BA-TENG)具有出色的電氣輸出性能,其開路電壓(Voc)約為420 V,短路電流(Isc)為 23 μA,短路傳輸電荷(Qsc)為112 nC,最大功率密度為2246.03 mW/m2,可為小型電子設(shè)備供電。PPAVC-BA-TENG還具有出色的拉伸性能,能在200%應(yīng)變時輸出穩(wěn)定的電信號。更重要的是,PPAVC-BA-TENG即使在-50°C的低溫和80°C的高溫下也能表現(xiàn)出良好的電氣輸出性能。這項工作中報告的柔性應(yīng)變傳感器和可拉伸 TENG具有高性能和多功能性,為運動檢測、能量收集和自供電電子設(shè)備的開發(fā)提供了思路。

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