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近日， 中國科學院合肥物質科學研究院(HFIPS)的研究人員在鄭州大學材料科學與工程學院的田興友教授和張先教授的帶領下，以及楊延宇副教授的帶領下, 使用鎵銦合金 (EGaIn) 引發(fā)聚合并作為柔性填料構建液態(tài)金屬/聚乙烯醇 (PVA)/P(AAm-co-SMA) 雙網(wǎng)絡水凝膠。

“由此產(chǎn)生的材料具有超強伸縮性和自愈性，”該論文的第一作者李曉飛說，“這將促進水凝膠和液態(tài)金屬在智能設備和軍事領域的研究和實際應用。”

該研究發(fā)表在 Materials Horizo??ns上。

大多數(shù)導電水凝膠的機械性能不佳，缺乏理想的自我恢復和自我修復能力，嚴重限制了水凝膠的潛在用途。像鎵銦合金 (EGaIn) 這樣的液態(tài)金屬可以通過適應不斷變化的形狀來增強聚合物。此外，EGaIn 中的鎵 (Ga) 可以引發(fā)乙烯基單體的自由基聚合。

在這項研究中，該團隊構建了液態(tài)金屬/PVA/P(AAm-co-SMA) 雙網(wǎng)絡水凝膠(LM 水凝膠)，其中 EGaIn 作為聚合引發(fā)劑和柔性填料。

PVA網(wǎng)絡使用PVA微晶和Ga 3+ 與PVA的配位相互作用作為交聯(lián)，而P(AAm-co-SMA)網(wǎng)絡使用疏水締合和EGaIn微球。由于多重物理交叉，LM 水凝膠具有優(yōu)異的超拉伸性 (2000%)、韌性 (3.00 MJ/m 3 )、抗缺口性和自愈性 (> 99% at 25 °C after 24 h) -鏈接和剛性 PVA 微晶網(wǎng)絡和延展性 P(AAm-co-SMA) 疏水網(wǎng)絡的協(xié)同作用。

“為它開發(fā)的傳感器可以通過人機交互用于健康監(jiān)測和運動識別，”李曉飛說，“這要歸功于LM水凝膠的敏感應變傳感能力。”

由于 EGaIn 的低紅外發(fā)射率和出色的光熱性，LM 水凝膠在紅外偽裝方面顯示出相當大的前景。

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