兰州大学吕少瑜教授 AFM:用于低温传感的阻尼超分子弹性体
2025-02-25 来源:高分子科技
柔性传感器在可穿戴医疗设备、软机器人等领域展现出广阔应用前景,但传统凝胶基传感器因溶剂挥发、冻结和泄露等问题,容易导致离子界面变化,影响信号输出的准确性。同时,环境振动的干扰也会导致传感器的输出信号产生不规则的噪声,进一步降低传感器的性能。为解决这些挑战,兰州大学吕少瑜教授课题组创新性地设计了一种阻尼超分子弹性体,通过微相分离诱导分子间相互作用增强,结合聚合物链的内部摩擦机制,有效耗散能量来消除环境振动的干扰,实现了稳定的低温传感。
图1. 阻尼超分子弹性体的设计和稳定传感机理示意图
该弹性体由无溶剂离子链段(丙烯酸/氯化胆碱,AA/ChCl)和中性链段(2,2,3,4,4,4-六氟丙烯酸丁酯,HFBA)共聚而成。无溶剂离子链段不仅能够高效传输电荷,还可防止低温下的冻结和离子泄漏,而HFBA链段通过聚合物链的内部摩擦机制,有效抑制了环境振动对信号传输的干扰。同时,通过引入HFBA诱导弹性体形成微相分离结构,该结构增强了聚合物分子间的相互作用,实现了能量的高效耗散,从而显著提升了信号的稳定性。此外,动态分子间相互作用赋予了弹性体在低温条件下优异的拉伸性能、粘附性、自愈性和离子导电性,为低温传感提供了坚实的基础。
图2. 基于超分子弹性体的无线温度传感系统,在低温环境下实现了准确、稳定、灵敏的实时温度检测
原文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202424996
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(责任编辑:xu)
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