导电水凝胶纤维具有独特的导电性、高含水量、类似组织的机械性能和一维结构,因此在软机器人、生物电子学和人机界面领域具有巨大潜力。尽管水凝胶技术取得了重大进展,但典型的导电水凝胶纤维仍表现出低导电性(<10 S cm-1)、弱机械性能和水稳定性,因此要满足实际应用的要求具有挑战性。本文提出了一种简便的策略,利用冻融、盐析和干燥退火的协同效应,构建具有超高导电率和韧性的水凝胶纤维。复合工艺引起的连续相分离形成了分层结构,促进了相互连接的导电网络的形成,并提高了纤维的结晶度和晶域尺寸。制备的导电水凝胶纤维具有超高导电率(≈958 S cm-1)、优异的机械性能(强度(≈6.2 MPa)、拉伸性(>300%)和韧性(≈10 MJ m-2))、高含水率(≈75%)、出色的水稳定性和抗疲劳性能。此外,还展示了导电水凝胶纱线和织物的可加工性及其在生物电子学中的潜在应用。总之,这项研究提出了导电水凝胶纤维的制备策略,这将促进软电子学的发展,并可能对其他聚合物的结构构造产生启发。
图文简介
概述了导电水凝胶纤维的制备及其电学和力学性能
不同处理后的形貌和结构演变
结构与性能的关系
导电水凝胶纤维的可调性和通用性
多维水凝胶结构及其应用
论文信息
通讯作者:Jinlian Hu
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