導電彈性體在人造皮膚、電致發光器件、可穿戴設備和微納發電機等多功能柔性電子器件領域具有明顯的優勢。彈性體作為一種新型的導電材料,能夠探測到拉伸、彎曲、扭轉等引起的外界刺激,并將其轉化為相應的電阻、電容、電流等電信號。目前,大多數報道的導電凝膠彈性體主要分為水凝膠基和離子凝膠基兩種。前者因其優異的機械和電氣性能而受到青睞,但由于溶劑容易蒸發而失去了電子器件的功能。后者主要由離子液體(ILs)組成,盡管具有可忽略不計的蒸汽壓和非揮發性,但仍有液體泄漏的危險。此外,導電添加劑(如:(如導電聚合物、碳基材料、金屬材料)通常被添加到彈性體基體中,以賦予柔性材料卓越的導電性。然而,導電填料的引入伴隨著機械性能和電氣性能之間的權衡,因為這兩種性能在材料系統中經常是矛盾的。因此,制備一種具有良好穩定性、機械性能和電性能的多功能柔性傳感器仍然是一個巨大的挑戰。
圖1. 雙網絡LFCIg的合成原理及物理性能。
圖5. 基于LFCIg的電容式電子皮膚觸覺傳感系統
該工作以“A Liquid-Free Conducting Ionoelastomer for 3D Printable Multifunctional Self-Healing Electronic Skin with Tactile Sensing Capabilities”為題發表在《Mater. Horiz.》上。文章第一作者是福州大學機械學院-中科院福建物構所聯合培養博士吳啟銳。通訊作者為中科院福建物構所的黃建仁博士和官輪輝研究員。
該工作得到國家自然科學基金的資助。福州大學機械學院楊曉翔教授對該研究提供了幫助和指導。
原文鏈接:https://doi.org/10.1039/D3MH00612C
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