Многофункциональное устройство

8 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Чжао Вэйвэй, Ли Сяофэй, Китайская академия наук

Недавно исследователи из Института физических наук Хэфэй (HFIPS) Китайской академии наук под руководством профессоров Тянь Синю и профессора Чжан Сяня вместе с доцентом Ян Яньюем из Колледжа материаловедения и инженерии Университета Чжэнчжоу , использовали сплав галлия-индия (EGaIn) для инициации полимеризации и служили гибкими наполнителями для создания гидрогеля с двойной сеткой жидкий металл/поливиниловый спирт (ПВС)/P(AAm-co-SMA).

«Полученный материал оказался сверхрастягивающимся и самовосстанавливающимся, — сказал Ли Сяофэй, первый автор статьи, — он будет способствовать исследованиям и практическому применению гидрогелей и жидкого металла в интеллектуальных устройствах и военных областях».

Исследование было опубликовано в журнале Materials Horizons.

Большинство проводящих гидрогелей имеют неудовлетворительные механические свойства и лишены желаемых способностей к самовосстановлению и самовосстановлению, что серьезно ограничивает потенциальное использование гидрогелей. Жидкие металлы, такие как сплав галлий-индий (EGaIn), могут сделать полимеры более жесткими, приспосабливаясь к их изменяющейся форме. Кроме того, галлий (Ga) в EGaIn может инициировать свободнорадикальную полимеризацию винилового мономера.

В этом исследовании команда создала гидрогель с двойной сеткой жидкого металла/ПВА/П(AAm-co-SMA) (гидрогель LM), в котором EGaIn служит как инициатором полимеризации, так и гибкими наполнителями.

В сети ПВС в качестве сшивок использовались микрокристаллы ПВС и координационное взаимодействие Ga3+ и ПВС, тогда как в сети P(AAm-co-SMA) использовалась гидрофобная ассоциация и микросферы EGaIn. Гидрогель LM обладал превосходной сверхрастяжимостью (2000%), прочностью (3,00 МДж/м3), устойчивостью к надрезам и способностью к самовосстановлению (>99% при 25 °C через 24 часа) благодаря множественным физическим перекрестным воздействиям. связи и синергетический эффект жесткой микрокристаллической сетки ПВС и пластичной гидрофобной сетки P(AAm-co-SMA).

«Разработанные для него датчики можно использовать для мониторинга состояния здоровья и идентификации движения посредством взаимодействия человека с компьютером», — сказал Ли Сяофэй, — «благодаря чувствительной способности гидрогеля LM определять деформацию».

Благодаря низкой излучательной способности EGaIn в инфракрасном диапазоне и замечательным фототермическим свойствам гидрогель LM демонстрирует значительные перспективы в области инфракрасного камуфляжа.

Больше информации: Сяофэй Ли и др., Самовосстанавливающийся жидкометаллический гидрогель для взаимодействия человека с компьютером и инфракрасного камуфляжа, Materials Horizons (2023). DOI: 10.1039/D3MH00341H

Информация журнала:Горизонты материалов

Предоставлено Китайской академией наук