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(qiáng)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(qiáng)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(yùn)動和微小肌肉運(yùn)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(yùn)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(xiàng)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(yùn)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。
