彈性體,以天然或合成橡膠為典型代表,其研究與應(yīng)用已有幾個世紀(jì)。導(dǎo)電功能彈性體奠定了近來柔性電子器件以及軟機器等熱點領(lǐng)域的發(fā)展基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的導(dǎo)電彈性體一般為彈性體復(fù)合材料,其通常是將金屬、碳和導(dǎo)電聚合物等剛性導(dǎo)體填充或涂覆于彈性體上,或者將液態(tài)金屬和液態(tài)電解質(zhì)等導(dǎo)電流體灌注于彈性體管道中,以獲得導(dǎo)電性和彈性。
近日,西安交通大學(xué)理學(xué)院丁書江教授課題組研制成功一類新型的導(dǎo)電彈性體——離子導(dǎo)電彈性體。與電子導(dǎo)體不同,離子導(dǎo)體(或名電解質(zhì))采用離子作為載流子,可以實現(xiàn)電子導(dǎo)體極難甚至是不可能實現(xiàn)的功能,如同時具有導(dǎo)電性、極高的透明性以及可變形性。該離子導(dǎo)電彈性體采用快速光固化方法制備,將鹽溶解于彈性體單體中,一步固化成型,由解離的離子在聚合物鏈段中的遷移來實現(xiàn)導(dǎo)電性。
實驗結(jié)果表明,該離子導(dǎo)電彈性體具有良好的拉伸性、透明性、導(dǎo)電性。另一方面,由于材料不包含溶劑,因此具有較高的穩(wěn)定性,熱分解溫度高達300℃,分解電壓高,且其對普通金屬電極不具腐蝕性。以上優(yōu)勢使得離子導(dǎo)電彈性體可作為工程離子器件的理想材料,這將為柔性電子器件以及軟機器等領(lǐng)域提供新的機會。
該工作以“Highly stretchable and transparent ionic conducting elastomers”為題近日在國際著名期刊Nature communications發(fā)表。西安交通大學(xué)理學(xué)院為該論文第一完成單位和唯一通訊作者單位,博士生石磊為論文的第一作者。
該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、西安交通大學(xué)青年拔尖人才支持計劃、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費以及西安交通大學(xué)分析測試共享中心的支持。
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