一个超伸缩的梯度离子凝,由自浮式策略诱导,用于应变传感
Xuechun Li1, Fang Sun1,2
1College of Chemistry, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, People's Republic of China.
ACS applied materials & interfaces
|July 31, 2023
概括
一种新方法可以创建高度伸缩的梯度离子凝,用于灵活的应变传感器,使用自动浮动的聚氧交叉连接器. 这些传感器为监测运动和生理信号提供高灵敏度和耐用性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 灵活的电子设备
背景情况:
- 制造适用于柔性应变传感器的梯度离子凝是具有挑战性的,因为复杂的程序和有限的伸展性.
- 在材料科学中,实现具有超高伸展性 (应变> 10000%) 的离子凝是重大障碍.
研究的目的:
- 开发一种用于制造具有超高伸展性的渐变离子凝的简单策略.
- 将这些渐变离子凝应用于高性能灵活应变传感器中.
- 研究梯度组成与材料特性 (如导电性和粘合性) 之间的关系.
主要方法:
- 利用了聚二甲交叉连接剂 (聚二甲二甲酸) (PDMSMA) 的自我浮动特性,在一阶段的 in situ 光聚合过程中.
- 通过利用PDMSMA的特性,在离子凝内设计了梯度组成分布.
- 使用梯度离子凝制造的柔性应变传感器.
主要成果:
- 实现了具有超高拉伸度超过14000%的梯度离子凝.
- 开发出具有导电性和粘合性梯度变化的离子凝,具有粘性底部和不粘性顶部表面.
- 经过证明的灵活应变传感器具有高灵敏度 (测量系数5.08),广泛的检测范围 (1-1500%),快速响应,以及出色的重复性 (>1000个周期).
结论:
- 提出的简单策略使得能够制造具有特殊伸展性和可调整表面性能的梯度离子凝.
- 梯度离子凝成功应用于灵活的应变传感器,在检测机械应变和生理信号方面表现出高性能.
- 这项工作为先进的灵活电子和可穿戴设备开辟了新的途径.
