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導電水凝膠因其在軟機器人、電子設(shè)備和可穿戴技術(shù)等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用而備受關(guān)注。然而,由于傳統(tǒng)水凝膠固有的脆性,其廣泛應(yīng)用一直受到限制。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn),,研究采用簡單的一鍋法設(shè)計了一種多功能導電水凝膠,其特點是具有雙重物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)
設(shè)計融合了丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸月桂酯(LMA)、石墨烯(GN)、二氧化硅氨基球(SiO2-NH2)和氯化十六烷基-3-甲基咪唑(ILs)。值得注意的是,LMA、SiO2-NH2 球和 AM 通過疏水結(jié)合和氫鍵在能量耗散中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,成為動態(tài)交聯(lián)點。這種結(jié)構(gòu)配置使我們的 PAM@SiO2-NH2/(ILs-GN) 水凝膠具有驚人的拉伸應(yīng)變,可達 15318%,同時還具有 51.4 MJ/m3 的韌性和自愈能力。
此外,ILs 還能促進石墨烯的有效分散,從而在水凝膠中產(chǎn)生的導電性和穩(wěn)定的電阻變化,導電性測量值為 12 mS/cm。該水凝膠還具有高靈敏度,在應(yīng)變?yōu)?1200% 時的測量系數(shù)為 18.94。當作為應(yīng)變傳感器使用時,水凝膠能夠?qū)崟r監(jiān)測人體的各種運動,捕捉大規(guī)模變形和微小的細微運動。這些研究結(jié)果表明,我們的水凝膠傳感器在柔性電子皮膚應(yīng)用方面具有巨大潛力,有望成為多功能傳感器和柔性電極的候選材料。