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  兼具優(yōu)異力學(xué)性能和功能的一體化設(shè)計(jì)一直是高分子復(fù)合材料追求的目標(biāo)，不同功能組成空間分布、微結(jié)構(gòu)、及界面相互作用決定了復(fù)合材料不同功能組成能否協(xié)同發(fā)揮作用。

  有機(jī)-無機(jī)復(fù)合Janus材料能夠?qū)⒂袡C(jī)“軟”組成和無機(jī)“硬”組成分區(qū)集成，且表面具有兩親性，能夠自組織取向、遷移和聚集，為復(fù)合材料多級結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了新的構(gòu)造單元。

圖1. Janus顆粒誘導(dǎo)薄膜分層結(jié)構(gòu)示意圖

  該工作提出以軟-硬分區(qū)Janus納米顆粒誘導(dǎo)不同組成自分層，構(gòu)筑同時(shí)具有力學(xué)可拉伸層和柔性三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)層的分層結(jié)構(gòu)薄膜（圖1），該薄膜具有大形變、高靈敏度和優(yōu)異的力學(xué)性能。首先設(shè)計(jì)合成了納米尺度軟-硬分區(qū)Janus顆粒，一側(cè)為“軟”的橡膠相，另一側(cè)為“硬”的氧化硅相（圖2a）。在力學(xué)可拉伸層中，由于Janus顆粒的橡膠一側(cè)與橡膠基體組成相同，能夠在高添加含量（40wt%）下非常均勻地分布在橡膠基體中，將薄膜的強(qiáng)度和斷裂韌性提高數(shù)倍（圖2b-e）。在柔性三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)層，Janus顆粒誘導(dǎo)石墨烯卷曲并彼此連接形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)層，且Janus顆粒的剛性端和柔性端分別具有硬支撐和軟粘結(jié)的作用，使網(wǎng)絡(luò)具有特殊的多級形變結(jié)構(gòu)，在大拉伸應(yīng)變下通過自適應(yīng)重構(gòu)保持良好的導(dǎo)電性（最大拉伸比370 %）。同時(shí)，柔性三維網(wǎng)絡(luò)的多級結(jié)構(gòu)重構(gòu)，使傳感材料具備極高的靈敏度（GF值高達(dá)971.7）（如圖2f-k）。

圖2. Janus納米顆粒、Janus顆粒/橡膠彈性體的微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能、分層傳感結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)及傳感性能

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202312278