中国上海——中国科学家制造出一种具有自修复性能的高强度弹性体。该聚合物在柔性电子器件领域具有巨大潜力。
在《聚合物国际》杂志上发表的一项研究中,来自中国上海大学联盟的研究人员描述了一种新型聚乙烯醇 (PVA) 基弹性体,它可以在损坏后自我修复,以保持形状和性能。柔性聚合物可以解决柔性电子设备的耐用性这一长期存在的问题。
近年来,柔性电子产品吸引了多个行业的广泛关注,其潜在应用包括监测血糖浓度的柔性贴片传感器以及用于可穿戴电子产品的柔性储能设备。然而,正如该研究的通讯作者、中国复旦大学副教授李自立博士所解释的那样,目前此类材料的长期稳定性是一个问题。
他在接受 SCI 采访时表示:“柔性聚合物材料在电子设备中得到了广泛的探索,特别是在医疗保健和人工智能科学领域。我们希望解决聚合物基体的长期可靠性问题,聚合物基体在运行过程中可能会因外力损坏、腐蚀或疲劳而破裂。”
该研究的重点是改善PVA的性能,PVA是一种具有优异机械性能的聚合物,但由于分子内和分子间键强,拉伸性和自修复性能较差。
通过使用一步酯化反应,研究人员在 PVA 主链上添加侧链,形成接枝聚合物,随后将 Fe3+ 离子掺入基质中。
所得聚合物具有良好的拉伸性(断裂伸长率为1565.0%)和自修复性能(室温下自修复效率为53.4%),同时保持优异的机械性能。
该团队通过将弹性体涂覆在银纳米线网络中以创建应变传感器来测试接枝聚合物的性能。所得传感器表现出高灵敏度和良好的自愈性能。作者指出,这一结果表明“所制备的 PVA 基弹性体在医疗保健、心电图和安全监测方面具有广泛的潜在适用性。”
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