1.研究背景
在软机器人、智能监测和无线通信等多种应用的光电子学发展中，与类皮肤高灵敏度电子传感集成的可拉伸超长效室温磷光（RTP）软体材料备受期待。这种触觉-视觉融合集成策略将有助于实现更智能的用户与环境交互。离子凝胶（一种由离子液体溶胀的聚合物网络结构）在可穿戴电子设备方面展现出了可观的应用前景。通常情况下，包含大量溶剂的离子凝胶往往表现出弹性特征。然而，有机室温磷光材料需要通过构建刚性环境来抑制三重态激子的非辐射衰变，这与离子凝胶的柔性本质之间存在矛盾，给可拉伸且长寿命的 RTP 离子凝胶的研发带来了挑战。此外，多数离子凝胶呈现出较弱的机械性能，诸如较低的拉伸强度（<1 MPa）和较差的韧性（约 1000 J/m²）。再者，大多数离子凝胶通常倾向于为获得实用的机械性能而牺牲其导电性。
2.文章概述
近日，电子科技大学国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心张林博研究员提出了一种借助盐析诱导离子凝胶微相分离的策略，用以同步增强离子凝胶的力学性能、室温磷光寿命与离子电导率。这一过程促使形成了富含离子液体（IL）的相（软相），该相有利于实现拉伸及离子传导功能；同时还形成了富含聚合物的相（硬相），此相能够实现能量耗散并触发聚集态磷光。所制得的离子凝胶展现出高拉伸性能（400%）、良好的韧性（约 20 MJ/m³）、较高的离子电导率（8.4 mS/cm）以及超长的余辉寿命（112.4 ms）。
3.图文导读
图1 可拉伸PVA基离子凝胶的制备与应用
图2. a) 应力应变曲线；b)断裂强度与韧性；c) PVA/PAM-NaIL 2 离子凝胶拉伸与负载照片；d) PVA/PAM-NaIL 2 离子凝胶荧光激发二维谱图；e) 磷光衰减曲线；f) 所制备PVA/PAM-NaIL 离子凝胶磷光寿命与已报道水凝胶/离子凝胶对比；g) EDS 元素分析；h) PVA/PAM-NaIL 2离子凝胶在拉伸状态下的荧光/磷光照片
图3. a) 结晶与微相分离过程中酰胺键聚集结构变化；b) HOMO与LUMO 轨道；c) 离子液体富集区与聚合物富集区PAM分子链可能存在的分子间相互作用情况
图4. a) 结晶与微相分离限制分子运动实现RTP；b) 离子凝胶中受限的 NPA（左）和 PyBA（右）分子的示意图; c)磷光光谱; d) CIE 色度图; e)离子凝胶的磷光寿命衰减曲线；f）停止 365nm 照射后随时间变化的磷光照片；g）应力-应变曲线；h）韧性；i）离子凝胶在万能试验机上拉伸时在日光下以及停止 365nm 照射后的照片；j）CLSM图像；k）回收性能
图 5. a）PVA/PAM-NaIL离子凝胶内的离子成分使其具有优异的导电性和监测身体运动的能力；b）分别在 10%、20%、50% 和 100% 应变下重复加载-卸载过程中的电阻相对变化；c）电阻随应变变化情况；d）用于电性能评估的PVA/PAM-NaIL离子凝胶在承受拉伸应力（左）和压缩应力（右）时的照片；e）连续压缩下的电阻相对变化；f）外部刺激对离子凝胶离子电导率影响机制；g）离子凝胶在-20°C时的应力-应变曲线；h）-20°C 时计算得到的韧性；i）在-20°C下 20% 压缩应变时循环加载和卸载期间的相对电阻变化；j）手指运动、k）手腕弯曲和 l）行走过程中的运动特征的实时监测
图 6. a）通过一种协同双模预测策略高精度模拟机器人手抓取状态，该策略将对不同磷光颜色区域变形的视觉观察与抓取动作期间相应的电信号波动相结合。b）在关闭紫外灯后，多色余辉显示对键盘进行编码，结合打字时电信号变化，构建了一个高度安全的信息加密和传输系统。
WILEY
论文信息：
Stretchable Full-Color Phosphorescent PVA-based Ionogels for Multimodal Sensing-Visual Integration Applications
Xuefeng Wei, Zexi Gou, Jianting Ye, Jianwei Zhao, Lei Yang, Linbo Zhang*, Kun Zhang, Ruonan Jia*
Advanced Science
DOI:10.1002/advs.202411229
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Advanced
Science
期刊简介
Advanced Science 是Wiley旗下创刊于2014年的优质开源期刊，发表材料科学、物理化学、生物医药、工程等各领域的创新成果与前沿进展。期刊为致力于最大程度地向公众传播科研成果，所有文章均可免费获取。被Medline收录，PubMed可查。
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