目前,基于受阻脲(Hindered Urea Bond)動態鍵具有反應迅速,鍵能可調等優點,含有HUB的聚合物常被應用于形狀記憶、再加工和自修復等領域,在電子器件方面的應用少有報道。除此以外,如何使用最簡單的工藝將聚合物基材與剛性的導電材料牢固結合來構筑多功能器件也具有很高的實用價值。
近日,四川大學高分子國家重點實驗室的張愛民教授團隊通過向交聯聚脲彈性體體系中引入受阻脲動態鍵制備了一種可再加工可粘結的新型彈性體,通過與銀納米線(AgNWs)的結合進一步制備了具有電加熱和應變傳感的雙功能可穿戴設備(圖1)。在基材方面,團隊使用了聚醚胺D-2000作為軟段,交聯劑T-403、二異氰酸酯HDI以及受阻胺2-甲基哌嗪構成了彈性體的硬段,一鍋法合成了具有優異力學性能和再加工以及粘接性能的動態聚脲彈性體(圖2)。合成的彈性體與銀納米線展現出了優良的界面結合力,通過噴涂制備的柔性電極具有優良的穩定性,在水下超聲30分鐘后電阻僅增大一倍(圖3)。通過對柔性電極斷面結構的研究,發現在噴涂過程中自然形成了半包埋結構,進一步解釋了柔性電極的穩定性。制備簡單而穩定的柔性電極接下來被應用于電加熱(圖4)和應變傳感(圖5)。可自加熱的服飾有助于穿戴者在低溫環境下保持體溫,文中展示的雙功能可穿戴器件可以在2.5V的低電壓下升溫到110℃左右,可以有效提高向外界輸出熱量。應變傳感則使得動態檢測人體的運動狀態成為了可能。
該工作以“Facile Preparation of Dual Functional Wearable Devices Based on Hindered Urea Bonds Integrated Reprocessable Polyurea and AgNWs”為題發表在《ACS AMI》上(DOI: 10.1021/acsami.2c11875)。文章通訊作者為張愛民教授,研究生陸星遠為第一作者。
原文鏈接:https://doi.org/10.1021/acsami.2c11875
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