无液体的离子导电弹性弹性体具有高的机械性能和离子导电性,用于多功能传感器和 triboelectric 纳米发电机
Fangyan Ou1,2,3, Ting Xie1,2,3, Xinze Li1,2,3
1School of Resources, Environment and Materials, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530004, China. zequan@gxu.edu.cn.
Materials horizons
|February 27, 2024
概括
研究人员开发了无液体的离子导电弹性弹性体 (ICE),具有增强的机械强度,导电性和自我愈合特性. 这些先进材料使可穿戴应用的强大,可回收的灵活电子产品和自动供电设备成为可能.
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
- 软电子是软电子的产品之一.
背景情况:
- 在柔性电子产品中,无液体离子导电弹性弹性体 (ICE) 与液体电解质相比具有优势.
- 在所有固态离子导体中实现高机械强度,离子导电性和自我愈合存在挑战.
研究的目的:
- 设计和合成具有双动态交联结构的新型无液体ICE.
- 在机械性能,离子导电性,愈合性和可回收性方面研究这些ICE的性能.
- 为了证明这些ICE在可穿戴传感器和 triboelectric纳米发电机中的应用.
主要方法:
- 合成基于聚氨的ICE,其中包含多种动态交联策略 (键,二硫化键,D-A键).
- 机械强度,离子导电性和自我愈合效率的表征.
- 使用开发的ICE,制造和测试可穿戴传感器和 triboelectric纳米发电机.
主要成果:
- 最佳的ICE表现出高的机械强度 (1.18MPa) 和离子导电率 (0.14mS cm−1).
- 实现了优异的愈合效率 (>95%) 和可回收性.
- 成功展示了用于活动检测和信息传输的多功能可穿戴传感器.
- 一个 triboelectric 纳米发电机表现出显著的输出功率 (464 V, 16 μA, 50 nC, 720 mW m−2).
结论:
- 开发的双动态交联ICE为高性能灵活电子提供了一个有前途的平台.
- 这些材料可以创建自愈,可回收的传感器和自动供电的设备.
- 该研究为推进软离子电子应用提供了一个可行的策略.
