高机械强度与高机械延展性对材料的实际应用至关重要。但是,一个材料通常不能同时拥有这两个高性能。提高材料的机械延展性通常会降低其机械强度。克服机械强度与延展性之间的矛盾始终是所有材料的一个重要挑战。可以提高延展性但是不降低机械强度的方法叫做韧塑化,只有少数合金材料可以韧塑化。高分子材料可以通过塑化来提高其机械延展性,但是塑化会显著降低其机械强度。在文献里还没有关于高分子材料的韧塑化的报道。
图1. (A)对PEDOT:PSS进行处理的示意图。(B)PEDOT:PSS, a-EG/PEDOT:PSS 及NaClO4/PEDOT:PSS的应力应变曲线。a-EG/PEDOT:PSS以及不同浓度NaClO4处理a-EG/PEDOT:PSS的(C)应力应变曲线及(D)抗拉强度和韧性与其断裂伸长率的关系。
图2.(a)韧塑化PEDOT:PSS的弹性回复率。(b)韧塑化PEDOT:PSS的弹性回复率与小分子增塑或弹性体共混的PEDOT:PSS之间的比较。
韧塑化PEDOT:PSS同时具有优良的电学性能。其电导率可以达到538 S cm-1(图1),且其电阻对应变不敏感。在拉伸率达30%的循环拉伸试验中,其电阻仅增加约6%(图3d)。对应变不敏感的电阻行为非常有利于其在柔性电子学方面的应用。
图3.(A)韧塑化PEDOT:PSS的电导率与高氯酸钠溶液浓度的关系。韧塑化PEDOT:PSS在(B)单次拉伸及(D,D)循环拉伸过程中的电阻变化。
图4. 无机盐韧塑化PEDOT:PSS 的机理图示。
全文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq8160
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