私密直播全婐app免费大渔直播,国产av成人无码免费视频,男女同房做爰全过程高潮,国产精品自产拍在线观看

搜索:  
中科院化學(xué)所黃偉研究員團(tuán)隊(duì) AFM:通過微相分離結(jié)構(gòu)制備兼具機(jī)械性能和高電導(dǎo)率的離子凝膠
2022-12-29  來源:高分子科技

  離子導(dǎo)電材料,包括水凝膠、離子凝膠等,在柔性可穿戴電子產(chǎn)品等領(lǐng)域獲得廣泛關(guān)注。由于其連續(xù)的導(dǎo)電相、出色的可拉伸性和透明度,軟離子導(dǎo)體在傳感器、柔性電極、電致發(fā)光裝置、超級(jí)電容器和可拉伸摩擦納米發(fā)電機(jī)(TENG)等領(lǐng)域都有應(yīng)用。離子凝膠是聚合物網(wǎng)絡(luò)分散在離子液體中形成的復(fù)合材料,繼承了離子液體的許多獨(dú)特特性,不揮發(fā),不易燃,具有高熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定性。這些特性使得離子凝膠可以在極端環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定應(yīng)用,而水凝膠存在脫水和工作溫度范圍狹窄的問題,因此離子凝膠被認(rèn)為是水凝膠導(dǎo)體的理想替代品。然而,為了滿足導(dǎo)電性的要求,需要在離子凝膠聚合物網(wǎng)絡(luò)中加入大量的離子液體,這會(huì)導(dǎo)致材料的機(jī)械性能急劇下降,同時(shí)可能造成液體泄漏。如何制備同時(shí)具有高電導(dǎo)率和機(jī)械性能的離子凝膠是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。


  近期,中科院化學(xué)所極端環(huán)境高分子材料實(shí)驗(yàn)室黃偉課題組和納米能源所陳翔宇團(tuán)隊(duì)合作,用交聯(lián)聚合物、離子液體和鋰鹽制備了具有高機(jī)械強(qiáng)度(2.295.19 MPa)、斷裂伸長(zhǎng)率(高達(dá)1062%)以及優(yōu)良離子電導(dǎo)率(0.472.18 mS cm-1的離子凝膠。通過鋰鹽誘導(dǎo)離子凝膠形成了微相分離結(jié)構(gòu)(如圖1a),其中剛性區(qū)域主要是通過鋰離子與聚合物網(wǎng)絡(luò)上的羰基氧之間的鋰鍵形成的,而軟性區(qū)域主要由親離子液體的聚合物鏈組成。隨著鋰鹽含量的增加,剛性區(qū)域的Tg1增大而軟區(qū)的Tg2減小(圖1e-f),這是因?yàn)閯傂詤^(qū)域的聚集使過載的離子液體被擠出并滲透到軟區(qū)。由于相分離尺度較小,離子凝膠具有超高的光學(xué)透明度(圖1g)。


 1分相離子凝膠的結(jié)構(gòu)示意圖及結(jié)構(gòu)表征


  剛性區(qū)域?yàn)殡x子凝膠提供了強(qiáng)度和韌性,而軟區(qū)則提高了離子凝膠的可拉伸性和離子導(dǎo)電率。隨著鋰鹽含量的增加,材料的機(jī)械強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都提高明顯(圖2a-b),由于軟區(qū)形成有效的離子運(yùn)輸通道,在加入鋰鹽后,離子電導(dǎo)率增加(圖2c)。這實(shí)現(xiàn)了離子凝膠的機(jī)械性能和電導(dǎo)率的同時(shí)提高,解決了離子凝膠中機(jī)械強(qiáng)度和離子導(dǎo)電性之間的矛盾。


 2離子凝膠的力學(xué)和電學(xué)性能以及電阻型傳感器的傳感性能


  用該離子凝膠制備了電阻型傳感器和可拉伸TENG等軟離子器件。電阻型傳感器能夠以高靈敏度監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)和環(huán)境溫度(圖2i-k)。基于離子凝膠的TENG是完全透明的,并且在大變形和長(zhǎng)期運(yùn)行后仍保持穩(wěn)定的能量收集性能(圖3)。此外,還利用DLP 3D打印技術(shù)制造了高精度的柔性微電路和傳感陣列(圖4)。 


3基于離子凝膠的TENG示意圖及輸出性能


 4DLP 3D打印基于離子凝膠的微電路和傳感陣列


  該工作以“Mechanically Robust and Highly Conductive Ionogels for Soft Ionotronics為題發(fā)表在Advanced Functional Materials上。文章第一作者是中科院化學(xué)研究所博士生張曼雯,通訊作者是中科院化學(xué)研究所黃偉研究員和于然副研究員、北京納米能源與系統(tǒng)研究所陳翔宇研究員。


  該工作是團(tuán)隊(duì)近期關(guān)于3D打印高性能光固化材料相關(guān)研究的最新進(jìn)展之一。在過去的幾年中,基于光固化單體結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和材料微觀結(jié)構(gòu)控制,團(tuán)隊(duì)一直致力于制備高性能光固化材料體系:基于動(dòng)態(tài)二硫鍵制備了具有室溫快速自修復(fù)功能的交聯(lián)型離子凝膠,該離子凝膠具有優(yōu)異的彈性和耐疲勞性,用作柔性傳感器時(shí)具有高靈敏度和優(yōu)異的長(zhǎng)期可靠性(J. Mater. Chem. A 2022);設(shè)計(jì)合成了乳液型的水凝膠打印墨水,利用乳液水油雙相共存的特性,直接使用具有高引發(fā)效率的油溶性光引發(fā)劑,解決了光固化3D打印水凝膠中水溶性光引發(fā)劑引發(fā)效率低導(dǎo)致的光固化速率低,無法打印的難題,實(shí)現(xiàn)了水凝膠的光固化3D打印ACS Appl. Mater. Interfaces 2021);在乳液型打印墨水中引入油溶性單體,通過疏水性相互作用制備了高強(qiáng)高韌水凝膠 ACS Appl. Mater. Interfaces 2022);設(shè)計(jì)合成的新型結(jié)構(gòu)有機(jī)硅樹脂,通過3D打印制備了超可拉伸有機(jī)硅橡膠,斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)1400 %,是目前報(bào)道的伸長(zhǎng)率最高的光固化橡膠(ACS Appl. Mater. Interfaces 2019設(shè)計(jì)合成多種功能性聚氨酯型光固化樹脂Chem. Eng. J. 2022Polymer 2020ACS Macro Lett. 2019);通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),首次通過光固化3D打印制備了形狀記憶材料(ACS Appl. Mater. Interfaces 2017)


  原文鏈接:https://dx.doi.org/10.1002/adfm.202208083

版權(quán)與免責(zé)聲明:中國(guó)聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章。刊物或媒體如需轉(zhuǎn)載,請(qǐng)聯(lián)系郵箱:info@polymer.cn,并請(qǐng)注明出處。
(責(zé)任編輯:xu)
】【打印】【關(guān)閉

誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞
主站蜘蛛池模板: 若羌县| 安岳县| 康保县| 桐庐县| 汝城县| 余江县| 辽阳市| 宜丰县| 雅江县| 磴口县| 东方市| 景泰县| 铁力市| 枣庄市| 江陵县| 高州市| 蒲江县| 福贡县| 鹤庆县| 博湖县| 渝中区| 瑞丽市| 沙洋县| 苍梧县| 桂阳县| 蓬莱市| 赤城县| 乃东县| 宁都县| 阳曲县| 疏附县| 海晏县| 陇西县| 蒙阴县| 勃利县| 武安市| 庄浪县| 景洪市| 汕头市| 镇平县| 昆山市|