為解決傳統柔性防護材料難以抵御耦合威脅的局限,多功能防護材料的研發已成為關鍵。工程應用中常見的跌落、碰撞等沖擊威脅,以及復雜環境中的高溫、燒蝕等熱威脅,要求防護材料具備力熱耦合防護功能,例如消防員既需防護沖擊,又需抵御熱損傷。傳統防護材料的抗沖擊與隔熱能力通常是固定的,難以根據環境或用戶需求進行靈活調整,這使得它們難以滿足復雜環境中的適應性要求。另外,具備智能感知能力的主動反饋型防護材料逐漸成為一個備受關注的方向。如何在多種防護功能的基礎上,進一步集成防護材料的環境響應能力與智能調控和感知功能,具有重要的科學意義與應用價值。
針對上述問題,中國科學技術大學龔興龍教授課題組研制了一種具有良好抗沖擊性和隔熱性能的柔性防護電子皮膚,其是基于剪切增稠材料與形狀記憶材料復合制備的,由形狀記憶復合泡沫夾層與導電聚合物薄膜構成。特別地,力-熱防護性能可以通過形狀記憶變形動態調控,展現出更強的適應性和靈活性。此外,柔性防護電子皮膚還集成了壓力、沖擊和高溫多模態傳感能力,基于此開發了沖擊-熱報警系統,展現出在災難救援中的應用潛力。
圖1 柔性防護電子皮膚的形狀記憶性能
圖3 柔性防護電子皮膚的熱防護性能調控
圖4 柔性防護電子皮膚的傳感性能
圖5 柔性防護電子皮膚在災難救援中的潛在應用
原文鏈接:Wang WH, Wang S, Li ZM, Zhou JY, Liu S, Xuan TT, Zhang JS, Gong XL. A flexible protective electronic skin with tunable anti-impact and thermal insulation properties for potential rescue applications. Journal of Materials Chemistry C, 13: 1146-1156, 2025.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/tc/d4tc04519j
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