作为下一代智能电子传感设备的关键材料之一，当前热响应介电材料面临两个关键挑战：机械韧性不足以及缺乏高介电开关比、良好的机械性能和长循环稳定性的有效结合。在此，姜明团队提出了一种新的可扩展策略，用于设计新型热响应介电开关材料，该材料基于一种首次被提出的双介电开关机理，同时将室温高介电开关比、出色的机械性能和良好的高低温循环稳定性集成到一种凝胶中。界面结构演化诱导的双介电开关机制使得离子凝胶可以轻松实现显著的可逆介电双稳态、高于150的高介电开关比、约15 °C 热滞回线宽度、可调节的室温介电转变行为、优异的延展性、理想的高机械强度以及 1000 次以上的高循环稳定性。这种一体化设计增强了介电开关凝胶应对多种应用场景的适应性、耐用性和使用寿命。再加上简单和低能耗的制造工艺和可回收的热塑性聚合物基体，从而有助于节约能源和降低成本，该研究为构建理想的热响应介电开关材料提供了一种可行且可升级的高效策略。

图1 凝胶的介电开关行为。

  由于凝胶中十八烷的结晶-熔融相变，导致介电开关凝胶存在三种状态。具有高介电态、硬而强、不透明的State Ⅰ，具有低介电态、软而韧、透明的State Ⅲ，以及处于过渡中间态的State Ⅱ。介电转变来自于烷烃相变过程中的微观界面演化，进而导致离子渗流和界面极化两种竞争共存机制的发生。凝胶机械性能的变化来自于结晶和熔融态烷烃对于应力的不同响应。光学状态的转变则源于烷烃的结晶/熔融态转变。

 图2 凝胶的介电切换比、介电切换温度和循环稳定性。

图3 凝胶的力学性能。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202207452