近年來，軟體機器人、柔性電子設備和人工智能領域的興起，激發(fā)人們對凝膠材料制備方法、性能及應用的不斷探索。然而，傳統(tǒng)凝膠材料正面臨耐溫性差、導電性低、制備成本高等系列問題，極大限制實際應用開發(fā)。低共熔凝膠（Eutectogels）作為一種新興的以低共熔溶劑（Deep eutectic solvents, DESs）為分散介質的軟材料，其在導電性、熱穩(wěn)定性、成本、電化學穩(wěn)定性、環(huán)境友好性、生物安全性、加工性等方面表現(xiàn)良好，是一類綜合性能優(yōu)異的柔性離子導體材料，在能源、電子和環(huán)境科學領域具有不可估量的應用前景。目前，基于物理相互作用的低共熔凝膠雖然具有良好的生物安全性和動態(tài)可恢復性，但由于非共價相互作用相對較弱，物理交聯(lián)低共熔凝膠的網(wǎng)絡穩(wěn)定性和力學強度往往不盡如人意。
近日，北京化工大學胡君教授團隊利用聚合物在不同溶劑中分布狀態(tài)的差異，通過良溶劑與DESs置換的策略，調控聚合物間非共價相互作用的時域性表達。在良溶劑中，溶劑分子依靠強大的溶劑-聚合物相互作用抑制聚合物間作用力，促進“聚合物解離”，實現(xiàn)均勻網(wǎng)絡的構建；使用DESs與良溶劑交換后，聚合物間相互作用得以強化，誘導均勻且堅固的聚合物網(wǎng)絡形成，完成“網(wǎng)絡重構”，進而獲得力學性能優(yōu)異的物理交聯(lián)低共熔凝膠（DESs-PVA，圖1）。經(jīng)測試，DESs-PVA20低共熔凝膠的極限斷裂應力為20.2 MPa、韌性為62.7 MJ/m-3、斷裂能為42.4 kJ/m-2，優(yōu)于目前所報道的所有物理交聯(lián)低共熔凝膠。
圖1 低共熔凝膠的制備過程及其光學照片
圖2 DESs-PVA15低共熔凝膠的修復過程示意圖及力學性能變化
圖3 DESs-PVA15低共熔凝膠的粘接性能
圖4 低共熔凝膠纖維的制備及其性能表征
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202206305
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