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  近期，四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院傅強/鄧華教授團隊制備了一系列具有不同粒徑和殼層厚度的彈性硅橡膠@銀（PDMS@Ag）核殼微球，借助溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)的微球之間毛細管作用，使具有窄尺寸分布的PDMS@Ag微球致密規(guī)則堆砌，并通過后澆筑高可拉伸Ecoflex 0050基體并固化、實現(xiàn)了在低銀含量下的高性能可拉伸導(dǎo)體（圖1）。作者考察了核殼微球的尺寸、銀層厚度對可拉伸導(dǎo)體電性能以及機械性能的影響，定量研究了在拉伸下電性能保持能力和多次循環(huán)應(yīng)變下的電導(dǎo)率穩(wěn)定性（圖2）。這些具有規(guī)整球狀的彈性導(dǎo)電基元可以在毛細管力的作用下致密堆砌在一起，形成類似于六方密堆積的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了超高的微球填充含量（97.6 vol%）（圖3）。但是，由于導(dǎo)電組分只是負載于微球表面，其總體的銀填充含量依然保持較低水平（19.5 wt%），從而保證了極佳的力學(xué)性能。其中，最優(yōu)的復(fù)合材料表現(xiàn)出金屬級電導(dǎo)率（67185 S/cm），在400%應(yīng)變下電導(dǎo)率保持在820 S/cm，斷裂伸長率可達602%。此外，提出的可拉伸導(dǎo)體還具有表面疏水、自清潔、抗腐蝕等性能，在可拉伸電連接、電磁屏蔽等領(lǐng)域展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價值。這項研究工作打破了傳統(tǒng)可拉伸導(dǎo)體實現(xiàn)高導(dǎo)電需要導(dǎo)電粒子高質(zhì)量的填充問題（>80 wt%），通過定構(gòu)規(guī)整堆砌、三維連續(xù)、致密且選擇性分布的銀殼導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了電導(dǎo)率、填料含量和機械性能之間的有效平衡。該工作以Evaporation-Induced Closely-Packing of Core–Shell PDMS@Ag Microspheres Enabled Stretchable Conductor with Ultra-High Conductance”為題發(fā)表在《Adv. Funct. Mater》上（Adv. Funct. Mater. 2023, 2308799）。文章第一作者是四川大學(xué)博士生田可。該研究得到國家自然科學(xué)基金委和高分子材料工程國家重點實驗室的資金支持。

 圖3. 導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)堆砌結(jié)構(gòu)和電性能模擬

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202308799