为解决传统柔性防护材料难以抵御耦合威胁的局限,多功能防护材料的研发已成为关键。工程应用中常见的跌落、碰撞等冲击威胁,以及复杂环境中的高温、烧蚀等热威胁,要求防护材料具备力热耦合防护功能,例如消防员既需防护冲击,又需抵御热损伤。传统防护材料的抗冲击与隔热能力通常是固定的,难以根据环境或用户需求进行灵活调整,这使得它们难以满足复杂环境中的适应性要求。另外,具备智能感知能力的主动反馈型防护材料逐渐成为一个备受关注的方向。如何在多种防护功能的基础上,进一步集成防护材料的环境响应能力与智能调控和感知功能,具有重要的科学意义与应用价值。
针对上述问题,中国科学技术大学龚兴龙教授课题组研制了一种具有良好抗冲击性和隔热性能的柔性防护电子皮肤,其是基于剪切增稠材料与形状记忆材料复合制备的,由形状记忆复合泡沫夹层与导电聚合物薄膜构成。特别地,力-热防护性能可以通过形状记忆变形动态调控,展现出更强的适应性和灵活性。此外,柔性防护电子皮肤还集成了压力、冲击和高温多模态传感能力,基于此开发了冲击-热报警系统,展现出在灾难救援中的应用潜力。
图1 柔性防护电子皮肤的形状记忆性能
图3 柔性防护电子皮肤的热防护性能调控
图4 柔性防护电子皮肤的传感性能
图5 柔性防护电子皮肤在灾难救援中的潜在应用
原文链接:Wang WH, Wang S, Li ZM, Zhou JY, Liu S, Xuan TT, Zhang JS, Gong XL. A flexible protective electronic skin with tunable anti-impact and thermal insulation properties for potential rescue applications. Journal of Materials Chemistry C, 13: 1146-1156, 2025.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/tc/d4tc04519j
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