柔性器件因其在智能機器人、柔性傳感器以及人機交互等領(lǐng)域的應(yīng)用而得到更廣泛的關(guān)注與發(fā)展。目前水凝膠、有機凝膠等凝膠類材料已被許多學(xué)者用于開發(fā)各種多功能柔性電子器件。然而，其中凝膠基應(yīng)變傳感器經(jīng)常面臨著整個應(yīng)變范圍內(nèi)的高滯后、殘余應(yīng)變以及實時電阻偏離基線的挑戰(zhàn)。導(dǎo)致這一挑戰(zhàn)的一個重要因素是大多數(shù)凝膠基質(zhì)與導(dǎo)電填料間的顯著化學(xué)和物理性質(zhì)差異，導(dǎo)致填料在凝膠基質(zhì)中的分散性差。此外，各種復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境也不滿足于材料單一的應(yīng)變傳感功能，其更多的功能化發(fā)展能夠進一步拓展其在實際領(lǐng)域中的應(yīng)用前景，也是未來多功能柔性器件的發(fā)展方向。
近期，空軍軍醫(yī)大學(xué)牛麗娜教授/白永康副教授與桂林理工大學(xué)李裕琪教授合作，提出了一種由離子液體（IL）改性氧化鋅摻雜的多功能離子凝膠復(fù)合材料（API）。當(dāng)IL含量較高時，由所制離子凝膠構(gòu)建的應(yīng)變傳感器具有優(yōu)異的應(yīng)力傳感性能，可以用于設(shè)計各種電子器件，包括智能開關(guān)、信號傳輸和人機交互系統(tǒng)。當(dāng)IL含量較低時，離子凝膠表現(xiàn)出了優(yōu)異的形狀記憶性能，為離子凝膠基傳感器賦予了熱響應(yīng)性，可用于構(gòu)建溫度報警器裝置。此外，該離子凝膠可作為電極材料用于構(gòu)建摩擦納米發(fā)電機（TENG），實現(xiàn)在能量收集、壓力傳感和人體運動檢測中的應(yīng)用。這項研究表明了該離子凝膠在柔性傳感、人機交互、虛擬/增強現(xiàn)實等領(lǐng)域顯示了巨大的應(yīng)用潛力。相關(guān)工作以“Versatile ionogels with tailoring performance for strain sensors, temperature alarm and self-powered wearable devices”為題在《Chemical Engineering Journal》期刊發(fā)表。該工作得了到國家自然科學(xué)基金和廣西省自然科學(xué)基金等項目的資助。
圖1 API復(fù)合材料的制備工藝示意圖
圖2 API50作為應(yīng)變傳感器的應(yīng)用
圖3 API10作為溫度報警器的應(yīng)用
圖4 API50作為自供電可穿戴傳感器
原文鏈接：https://authors.elsevier.com/a/1itD14x7R2kBbo
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