东南大学成功制备了一种液态金属高分子凝胶功能材料

必发娱乐手机版2018年12月26日讯  液态金属是一类低熔点的金属单质或者合金,能够在室温下形成液态共晶。考虑到液态金属兼具流体和金属导体的性质,液态金属可用作功能性流动填料,以实现高分子功能材料的柔性和高导电性并存,使得此类材料可作为潜在的电子柔性器件。之前有论文报道通过光刻等方法预先制备微通道,之后往微通道中注入液态金属来制得电阻和电容传感器。然而这种方法成本很大,而且仅基于微孔道的形变,限制了材料的力学性质和电学感应能力。

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近日,东南大学化学化工学院张久洋教授课题组在液态金属凝胶研究领域取得进展,研究团队通过利用液态金属的流动性,对自由基的催化性,成功制备了一种液态金属高分子凝胶功能材料,材料具有优越的弹性性能,可作为新一代的力传感器。

科研团队通过将液态金属作为流动导电填料并利用其对自由基的催化功能,成功在20秒内制得液态金属水凝胶功能材料。不同于以前的微通道(Microchannels)模式的液态金属传感器,因液态金属表面氧化层和单体极性基团之间的锚定作用,实现了液态金属在体系中的均匀分散,同时发现了液态金属与过氧化物引发剂发生反应而显示出的催化活性。因液态金属的流体性质和高导电性,液态金属赋予材料以超长的拉伸性能(断裂伸长率=1500%),良好的力学和电学稳定性。此外由于液态金属在材料内部的不对称形变,材料能够辨别物体在其表面的运动方向,可识别个人的电子签名和作为潜在的电子皮肤。

论文日前发表在MaterialsHorizons (IF= 13.8) 杂志上(Peng,H; Xin, Y.M., Xu, J., Liu, H.Z., Zhang, J.* Ultra-stretchable Hydrogels withReactive Liquid Metals as Asymmetric Force-sensors. Mater. Horiz. DOI:10.1039/C8MH01561A.), 论文第一作者为彭豪硕士研究生,通讯作者为张久洋教授。此项工作受到国家自然科学基金的支持(21504013,21774020).

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