柔性器件因其在智能機器人、柔性傳感器以及人機交互等領(lǐng)域的應用而得到更廣泛的關(guān)注與發(fā)展。目前水凝膠、有機凝膠等凝膠類材料已被許多學者用于開發(fā)各種多功能柔性電子器件。然而，其中凝膠基應變傳感器經(jīng)常面臨著整個應變范圍內(nèi)的高滯后、殘余應變以及實時電阻偏離基線的挑戰(zhàn)。導致這一挑戰(zhàn)的一個重要因素是大多數(shù)凝膠基質(zhì)與導電填料間的顯著化學和物理性質(zhì)差異，導致填料在凝膠基質(zhì)中的分散性差。此外，各種復雜的應用環(huán)境也不滿足于材料單一的應變傳感功能，其更多的功能化發(fā)展能夠進一步拓展其在實際領(lǐng)域中的應用前景，也是未來多功能柔性器件的發(fā)展方向。
近期，空軍軍醫(yī)大學牛麗娜教授/白永康副教授與桂林理工大學李裕琪教授合作，提出了一種由離子液體（IL）改性氧化鋅摻雜的多功能離子凝膠復合材料（API）。當IL含量較高時，由所制離子凝膠構(gòu)建的應變傳感器具有優(yōu)異的應力傳感性能，可以用于設(shè)計各種電子器件，包括智能開關(guān)、信號傳輸和人機交互系統(tǒng)。當IL含量較低時，離子凝膠表現(xiàn)出了優(yōu)異的形狀記憶性能，為離子凝膠基傳感器賦予了熱響應性，可用于構(gòu)建溫度報警器裝置。此外，該離子凝膠可作為電極材料用于構(gòu)建摩擦納米發(fā)電機（TENG），實現(xiàn)在能量收集、壓力傳感和人體運動檢測中的應用。這項研究表明了該離子凝膠在柔性傳感、人機交互、虛擬/增強現(xiàn)實等領(lǐng)域顯示了巨大的應用潛力。相關(guān)工作以“Versatile ionogels with tailoring performance for strain sensors, temperature alarm and self-powered wearable devices”為題在《Chemical Engineering Journal》期刊發(fā)表。該工作得了到國家自然科學基金和廣西省自然科學基金等項目的資助。
圖1 API復合材料的制備工藝示意圖
圖2 API50作為應變傳感器的應用
圖3 API10作為溫度報警器的應用
圖4 API50作為自供電可穿戴傳感器
原文鏈接：https://authors.elsevier.com/a/1itD14x7R2kBbo
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