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具有异质结构的疏水共晶凝胶,用于可穿戴传感和海底警报系统
《Materials Horizons》:Hydrophobic eutectogels with heterostructure for wearable sensing and undersea alarms
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月19日 来源:Materials Horizons 10.7
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异质结构Eutectogels通过亲水/疏水网络设计在深共熔溶剂中聚合,硬相增强机械强度,软相提升韧性和防水性,实现0.26MPa拉伸强度与1265%断裂延伸率,应用于海洋通信传感器和自适应机械臂,验证结构-性能工程学设计方法。
共晶凝胶因其在人工电子皮肤和可穿戴传感器中的应用而备受关注。然而,大多数共晶凝胶存在机械强度和韧性较差的问题,并且吸湿性较强。本文提出了一种制备具有优异综合性能的异质结构共晶凝胶的策略。具体而言,通过在疏水性深度共晶溶剂中通过聚合诱导的微相分离形成了一种亲水/疏水异质网络共晶凝胶。亲水性聚(羟乙基丙烯酸酯)(PHEA)相形成了一个硬质相,显著提高了机械强度;疏水性聚(2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯)(PTFEA)和聚(月桂基甲基丙烯酸酯)(PLMA)相则作为软质相,增强了韧性和防水性。通过调整相比例,可以获得一种具有合适拉伸强度(0.26 MPa)、高伸展性(断裂伸长率为1265%)、优异离子导电性以及抗海水膨胀能力的透明共晶凝胶。这种优异的综合性能得益于可调的相分离结构,使得该凝胶能够用于实现精确的实时海底通信和智能报警功能,同时还能实现机械臂的运动映射自关闭和自旋转。这项工作通过结构-性能工程推动了共晶凝胶的设计发展。
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