一种具有高机械强度的可回收离子凝,基于共价适应网络

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
• 软物质物理学 软物质物理学

背景情况:

• 离子凝由于其离子导电性和伸展性,是灵活电子产品的有希望的软材料.
• 目前使用非共价键的可回收离子凝缺乏机械强度和化学稳定性.
• 对于实际应用而言,有必要使用能平衡机械性能,电导率和可回收性的离子凝.

研究的目的:

• 为先进的灵活电子产品开发高强度,可拉伸和可回收的离子凝.
• 为了解决机械增强和离子导电性在离子凝材料中的权衡问题.
• 为生物电子应用创造可持续的离子凝,提高耐用性和可重新配置性.

主要方法:

• 将具有动态共价交叉连接的共价适应网络 (CAN) 纳入离子凝结构.
• 利用导电离子和聚合物网络之间的物理交叉链接来增强材料性能.
• 测试机械性能 (抗拉强度,延长,弹性,耐久性) 和离子导电性.

主要成果:

• 开发的离子凝具有高抗拉强度 (11.3 MPa),破裂时异常延长 (2396%) 和出色的弹性.
• 基于CAN的离子凝具有显著的耐用性 (在150%应变下5000个循环) 和闭环可循环回收率高达10倍.
• 该材料成功地打破了机械增强和电导性之间的困境,显示了强大的应变传感性能.

结论:

• 联适应性网络显著提高了离子凝的机械强度,伸展性和耐用性.
• 动态共价和物理交联的协同效应增强了机械和电气性能.
• 这些可回收,高性能离子凝为功能可靠和环境可持续的生物电子提供了一个有希望的途径.