Nature Communications具有高断裂强度和韧性的自修复电子皮肤

文摘   2024-11-15 08:31   福建  

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原文链接:10.1038/s41467-024-53957-0


人体皮肤对于感知至关重要,通过离子运动实现触觉、热、本体感受和痛觉感知功能。此外,皮肤具有机械弹性和自愈能力,可提供保护。受这些独特特性的启发,研究人员试图开发基于离子动力学的可拉伸自愈传感器。然而,迄今为止报道的大多数自愈传感器都存在断裂强度和韧性低的问题。
在这项工作中,作者团队提出了一种基于离子的自愈电子皮肤,它具有极高的断裂强度和韧性。他们通过引入两种正交动态交联键增强了自愈聚合物和离子导体:动态芳香二硫键和 2-脲基-4-嘧啶酮部分。即使在离子液体存在的情况下,这些动态键也能提供自主自愈和高机械韧性。因此,他们的自修复聚合物和自修复离子导体表现出卓越的拉伸性(700%、850%)、断裂强度(34 MPa、30 MPa)和韧性(78.5 MJ/m3、87.3 MJ/m3),这是迄今为止自修复离子导体中报告的最高值。利用他们的材料,他们开发了各种完全自修复的传感器和能够自主恢复机械损伤的软夹钳。通过集成这些组件,他们创建了适用于软机器人应用的全面自修复电子皮肤。相关研究成果发表于《Nature Communications》上


图文解析


图 1 | 坚韧、自修复离子导体的设计。


图 2 | 坚韧的自修复聚合物和离子导体。


图 3 | 可自我修复的人工传感器。


图 4 | 坚韧、可自我修复、体感的软机器人的演示。


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