自古以来,受损后能够再生的材料一直备受青睐。例如,具有抗地震、抗老化、抗气候和抗海水作用的自愈混凝土,从古罗马时代就已为人所知。自愈合能力可以显着增强材料的使用寿命,从而降低成本并提高提高环境可持续性。导电聚合物自问世以来,人们对于其类型、导电及改性机理、合成与应用进行了深入研究和多方面探索。时至今日,导电聚合物材料,如聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT),聚吡咯(PPy),聚苯胺(PANI)等,由于其独特性能,不仅在导电材料领域,在生物电子、能源、人造皮肤与传感器、光电子器件等领域得到广泛关注。近年来,随着导电聚合物基自愈合材料的快速发展,大大延长了导电聚合物基器件的稳定性和服役寿命。
近日,南京邮电大学李杨教授与蒙特利尔大学工学院Fabio Cicoira教授在《Advanced Materials》上发表了关于导电聚合物基自愈合材料的最新进展的综述文章,系统总结了导电聚合物基自愈合材料的应用(图1)和自愈合机理(图2),并展望了未来的发展方向。该综述为导电聚合物基自愈合材料的研究与应用提供了依据与参考。
综述按照聚 3,4-乙烯二氧噻吩 (PEDOT)、聚吡咯 (PPy)、聚苯胺 (PANI)及其他共轭高分子材料,重点介绍了其本征材料及复合物的自愈合性能,同时按照导电聚合物的不同材料形态(薄膜和凝胶),归纳了自愈合类型和机理,总结了材料的组成成分,导电性,自愈合类型,愈合效率以及应用,并对在4~5年导电聚合物基自愈合材料领域内发表的文章进行了归纳总结。
图1自愈合导电聚合物及应用
图2 导电聚合物基材料的自愈合机理
文章第一作者是南京邮电大学李杨教授。通讯作者是李杨教授和蒙特利尔大学工学院Fabio Cicoira教授。近年来李杨教授与Fabio Cicoira教授团队一直致力于自愈合导电聚合物材料的研究。团队于2017年首次发现PEDOT:PSS膜具有水刺激的电学自愈合能力(Adv. Mater., 2017, 29, 1703098),研究了改性条件及掺杂剂对PEDOT自愈合性能的影响(Macromol. Biosci., 2020, 20, 2000146),并开发出可至少100次自主快速愈合(愈合时间小于1 s),且具有极高的愈合效率(接近100%)的PEDOT:PSS材料(Adv. Funct. Mater., 2020, 30, 2002853)。另外,该团队与近期开发出应可用于人体电信号监测的可自愈合的PEDOT:PSS基水凝胶材料(https://doi.org/10.1016/j.actbio.2021.07.069)。
论文信息:https://doi.org/10.1002/adma.202108932
作者简介
李杨教授为南京邮电大学高层次(第四层次)引进人才,于2021年加入南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,致力于以导电聚合物为基础的,以可穿戴生物电子为基础的,用于传感、医疗和能源的研究。累计在Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Small、Adv. Electron. Mater.、Flex. Print. Electron.等电子、材料领域国际知名期刊发表论文20余篇。
- 厦门大学许清池/白华/姜源《Small》:常温常压下制备具有特定形状的导电聚合物水凝胶 2024-02-05
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