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 【科研摘要】

最近， 蘇州大學(xué)郭明雨教授團(tuán)隊報告了容易制造的高度透明（透光率高于93％），可拉伸（斷裂伸長率1500–2500％）和導(dǎo)電（在25°C時高達(dá)2.25 S m-1）的超分子離子凝膠與三維（3D）可打印，可修復(fù)，粘合和可回收的字符集成。超分子離子凝膠是通過簡單的共溶劑法，分別使用線性兩親性聚（氨基甲酸酯-脲）（PUU）共聚物和離子液體（IL）作為彈性支架和電解質(zhì)來設(shè)計的。

有趣的是，3D打印的高導(dǎo)電性（25°C下為2.25 S m-1）超分子離子凝膠結(jié)構(gòu)顯示了創(chuàng)紀(jì)錄的高機(jī)械性能，斷裂拉伸應(yīng)變和應(yīng)力分別為945％和1.51 MPa，并能夠提升3400 ×或承受10000×的重量而不會斷裂。此外，溶液流延膜和3D打印的離子凝膠膜均顯示出高靈敏度和可靠性，可感應(yīng)范圍廣泛的應(yīng)變，包括各種人體動作。

結(jié)果提供了對新型多功能離子齒輪的結(jié)構(gòu)，機(jī)械和功能設(shè)計的一些新見解，這些新型多功能離子齒輪具有出色的機(jī)械性能和可加工性，可將其擴(kuò)展到廣泛的柔性電子應(yīng)用領(lǐng)域，包括人工智能，可穿戴/整合電子，人類/機(jī)器交互，軟機(jī)器人等。相關(guān)論文以題為Highly Transparent, Stretchable, and Conductive Supramolecular Ionogels Integrated with Three-Dimensional Printable, Adhesive, Healable, and Recyclable Character發(fā)表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。

【主圖導(dǎo)讀】

圖1.超分子離子凝膠的制備，可加工性和透明度。

圖2.超分子離子凝膠的機(jī)械和粘合性能。

圖3.易于調(diào)節(jié)的離子電導(dǎo)率和超分子離子凝膠的出色穩(wěn)定性。

圖4. 60 wt％含IL的超分子離子凝膠的傳感行為。

圖5 60％含IL的超分子離子凝膠的3D打印，機(jī)械和感測行為。

【總結(jié)】

研究團(tuán)隊首次報告了高度透明，堅固且導(dǎo)電的超分子離子凝膠的發(fā)展，該離子凝膠與可印刷，可循環(huán)利用和溶劑輔助的粘合劑以及可修復(fù)特性相結(jié)合。 溶液流延膜和3D打印的離子凝膠膜均顯示出機(jī)械堅固且高度透明的特性，并且可用作敏感度高的傳感器，可感測各種應(yīng)變，包括各種人體運(yùn)動。團(tuán)隊認(rèn)為，設(shè)計的超分子離子分子對下一代人工智能，可穿戴/整合電子，人機(jī)交互，軟機(jī)器人等非常有用，特別是對于定制的柔性電子設(shè)備。研究結(jié)果還提出了對具有卓越機(jī)械性能和可加工性的新型多功能離子電鏡的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計的一些新見解，作者相信它們將把它們擴(kuò)展到廣泛的實際應(yīng)用中。