清华与香港城大联合研发出超强高拉伸水凝胶材料
2016-01-20 来源:中国聚合物网
清华大学化工系谢续明课题组在超强、高拉伸水凝胶材料研究上获重要进展,最近和香港城市大学合作使用该凝胶作为固态电解质制备了可自修复、高拉伸的柔性超级电容器,相关研究成果联合发表在《自然·通讯》期刊上。
化工系博士生钟鸣为论文共同第一作者,清华大学化工系谢续明教授和香港城市大学物理与材料科学系支春义助理教授为共同通讯作者。所制备的柔性超级电容器可以拉伸6倍,卸载后完全回复;且切断后重新对接可以完全自修复,性能得以完整保持。该柔性器件作为电子可穿戴物、电子皮肤等具有重要潜在应用。
可自修复柔性超级电容器构筑架构示意图
a.纳米硅球-聚丙烯酸凝胶为电解质和聚吡咯-碳纳米管纸为电极的超级电容器。
b.超级电容器的切断和和修复。
c. 超拉伸超级电容器
高分子水凝胶材料在医疗卫生、生物医用、药物缓释、柔性传感等领域有着重要应用。但通常化学合成的水凝胶由于网络的不均一性,其力学性能和尤其强度一般很弱,制约了其实际应用。谢续明课题组经过多年的思考和实践,提出了一种借助纳米材料制备高强水凝胶的新方法:以纳米刷作为凝胶因子,一步法简洁地构筑了具有多层级交联点的单网络纳米复合物理水凝胶。由于在拉伸作用下凝胶中不同层级交联键可以通过逐次破坏耗散能量,之后可逆物理键的再结合会导致网络均化,使其拉伸强度为通常化学交联水凝胶的数十至百倍,拉伸高达40倍,且切断后可以在自然状态下接触修复。他们的系列工作最近发表在J Mater. Chem.,B以及Soft Matter等期刊上。
由高强高拉伸高分子水凝胶构筑的柔性超级电容器在拉伸时的比电容增幅。
该项目获得国家自然科学基金及清华大学自主科研基金资助。
版权与免责声明:本网页的内容由中国聚合物网收集互联网上发布的信息整理获得。目的在于传递信息及分享,并不意味着赞同其观点或证实其真实性,也不构成其他建议。仅提供交流平台,不为其版权负责。如涉及侵权,请联系我们及时修改或删除。邮箱:info@polymer.cn。未经本网同意不得全文转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。
(责任编辑:xu)
相关新闻
- 新疆大学吐尔逊·阿不都热依木教授团队 AFM:利用3D Ti3C2Tx 混合电极材料增强电化学储能 2025-07-31
- 兰州理工大学冉奋教授 Biomacromolecules:导电聚合物制备组织粘附性可植入超级电容器 2025-06-17
- 北理工沈国震教授/李腊副教授、湖南工大许建雄教授 Adv. Mater.: 可植入式无线水凝胶超级电容器实现双向神经调控 2025-04-24
- 海南大学张晖/杜杰教授团队 Adv. Sci.:年糕启发的纹理化Janus水凝胶-用于身体信号传感与人机交互的柔性电子皮肤新突破 2025-08-02
- 广西大学徐传辉教授 AFM:受人体皮肤中“互锁”结构启发:一种通用高效的界面策略 - 使柔性相变材料具有广泛的可定制功能 2025-08-01
- 上海工程技术大学宋仕强团队 AFM:活字印刷+变色龙皮肤造出“动态密码盾” 2025-07-29
- 水凝胶登上 Nature 封面:北海道大学龚剑萍、范海龙团队打造水下最粘凝胶 2025-08-07