开发用于人机交互的多功能自修复液态金属水凝胶
近日， 中国科学院合肥物质科学研究院(HFIPS)的研究人员在郑州大学材料科学与工程学院的田兴友教授和张先教授的带领下，以及杨延宇副教授的带领下, 使用镓铟合金 (EGaIn) 引发聚合并作为柔性填料构建液态金属/聚乙烯醇 (PVA)/P(AAm-co-SMA) 双网络水凝胶。
“由此产生的材料具有超强伸缩性和自愈性，”该论文的第一作者李晓飞说，“这将促进水凝胶和液态金属在智能设备和军事领域的研究和实际应用。”
该研究发表在 Materials Horizons上。
大多数导电水凝胶的机械性能不佳，缺乏理想的自我恢复和自我修复能力，严重限制了水凝胶的潜在用途。像镓铟合金 (EGaIn) 这样的液态金属可以通过适应不断变化的形状来增强聚合物。此外，EGaIn 中的镓 (Ga) 可以引发乙烯基单体的自由基聚合。
在这项研究中，该团队构建了液态金属/PVA/P(AAm-co-SMA) 双网络水凝胶(LM 水凝胶)，其中 EGaIn 作为聚合引发剂和柔性填料。
PVA网络使用PVA微晶和Ga 3+ 与PVA的配位相互作用作为交联，而P(AAm-co-SMA)网络使用疏水缔合和EGaIn微球。由于多重物理交叉，LM 水凝胶具有优异的超拉伸性 (2000%)、韧性 (3.00 MJ/m 3 )、抗缺口性和自愈性 (> 99% at 25 °C after 24 h) -链接和刚性 PVA 微晶网络和延展性 P(AAm-co-SMA) 疏水网络的协同作用。
“为它开发的传感器可以通过人机交互用于健康监测和运动识别，”李晓飞说，“这要归功于LM水凝胶的敏感应变传感能力。”
由于 EGaIn 的低红外发射率和出色的光热性，LM 水凝胶在红外伪装方面显示出相当大的前景。
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