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《Adv Mater》刊发我室朱有亮副教授课题组关于“高可拉伸导电聚合物弹性体”研究进展
信息来源:高分子能源      发布时间:2023-05-04

自传感致动器是具有生物神经肌肉系统仿生本体/外感受特性的人工机器人的关键。现有的附加方法是物理混合不同的传感器/执行器组件,考虑到它们的次优接口,附着力差以及电子/机械性能不匹配,无法产生令人满意的解决方案。在这里,通过创建银聚合物框架(SPF),报告了一个单一的均匀材料平台,从而实现了无缝的传感-驱动统一。该弹性体具有高度可拉伸性(1200%)、导电性(0.076 S m−1)和强度(0.76 MPa),可拉伸聚合物基体的合成和银纳米颗粒的原位还原同时完成。受益于其结构本身的多模态传感能力(机械和热线索),基于spf的气动执行器实现了自传感驱动(本体变形和外部刺激感知),以及出色的负载提升属性(高达自身重量的3700倍),证实了其在单一同质材料中统一传感驱动特性的优势。鉴于其人体体敏肌肉系统的模仿功能,报道的SPF预示着下一代功能组织的良好应用,包括人造皮肤,人机界面,自我感知机器人和其他动态材料。


图文简介

[Ag(N≡C−)x]+配合物的结构设计和力学性能示意图


原位生长AgNPs的导电PANSion。a) PANSion薄膜制备示意图。b)由于AgNPs的局部表面等离子体共振效应,PANSion溶液(φ = 2.0)的紫外可见光谱在422 nm处出现吸光度峰。c,d)显示PAN(比例尺:2µm) (c)和PANSion(比例尺:5µm) (d)薄膜形态的SEM图像。(d)中的虚线表示表面(右)与裂缝截面(左)之间的边缘。e)通过基于EDS线扫描剖面的PANSion的厚度元素分布。f)嵌入在PANSion聚合物基体中的AgNP的TEM图像(比尺:5 nm)。插图显示了AgNP大小(即直径)分布的直方图(平均≈10 nm)。g)不同φ值下的PANSion薄膜的电流映射结果,显示了由于原位生长的AgNPs(比尺:200 nm),从绝缘状态(φ = 0)到导电渗透网络(φ = 0.5-2.0)的演变。


PANSion薄膜的力学性能。


PANSion电子皮肤的多模态传感。


论文信息

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202207916

通讯作者:吉林大学朱有亮, 加利福尼亚大学Jun Chen, 新加坡国立大学Swee Ching Tan