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  基于可拉伸導(dǎo)電材料的柔性電子由于其超薄、質(zhì)輕、以及良好機(jī)械韌性和皮膚順應(yīng)性等特點而受到人們的廣泛關(guān)注，并在軟體機(jī)器人、人工肌肉、健康監(jiān)測、能源收集等領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。然而，當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的離子水凝膠或有機(jī)凝膠由于在存儲或使用過程中存在液體泄漏和蒸發(fā)的風(fēng)險，使得其環(huán)境穩(wěn)定性較差，嚴(yán)重地限制了它們的應(yīng)用窗口。

  近日，四川大學(xué)金勇教授課題組將固態(tài)的鋰鹽(雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰，LiTFSI)和水性聚氨酯（WPU）共混，制備了一種無液體的全固態(tài)離子導(dǎo)電彈性體（LFICE）。由于其簡便的制備方法以及WPU基材的環(huán)境友好性和易獲得性，故所得LFICE具有大規(guī)模制備的潛力。得益于WPU自身的軟段和硬段的特殊結(jié)構(gòu)，其硬段可賦予LFICE較其他凝膠基導(dǎo)電材料更好的機(jī)械性能，同時其軟段的-O-與Li⁺配位確保了LFICE的高離子電導(dǎo)率。更為重要的是，由于無液體-全固態(tài)特征，LFICE在環(huán)境溫度或在更高溫度下長期儲存后展現(xiàn)出了持久的環(huán)境穩(wěn)定性，這極大地拓寬了可拉伸導(dǎo)電材料在實際應(yīng)用中的操作窗口。此外，研究人員還組裝了一個溫度和應(yīng)變雙響應(yīng)的傳感器和一個熱電發(fā)電機(jī)，分別用于人體體溫和運(yùn)動監(jiān)測以及熱電收集，進(jìn)一步展現(xiàn)了LFICE在柔性電子領(lǐng)域中的廣闊應(yīng)用前景。

  該研究成果以題為“Liquid-Free Ion-Conducting Elastomer with Environmental Stability for Soft Sensing and Thermoelectric Generating”在《ACS Applied Materials & Interfaces》上發(fā)表，第一作者為四川大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院博士生周榮，金勇教授為本論文的通訊作者。該項研究也得到了國家自然科學(xué)基金及四川省科技支撐計劃等項目的資助。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c09208