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Versatile Copolymer for Stretchable and Self-healable Liquid-free Ionic Conductive Elastomers
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2022-09-08 , DOI: 10.1021/acsami.2c14696 Wenlian Qiu 1, 2 , Changgeng Zhang 1 , Qi Zhang 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2022-09-08 , DOI: 10.1021/acsami.2c14696 Wenlian Qiu 1, 2 , Changgeng Zhang 1 , Qi Zhang 1
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To facilitate the practical use of ionic conductive materials for flexible electronics, the issues existing in hydrogels and ionogels, such as low thermostability and possible solvent leakage, need to be resolved but are inevitable. Liquid-free ionic elastomers (ICEs) as an alternative option are free of such concerns but have been facing the drawbacks of low conductivity and less satisfying mechanical properties. Here, a versatile copolymer with π–π stacking and cation−π interactions for high-performance ICE is proposed. The ICEs presented tunable mechanical and electrical properties by varying the feed ratio of the ternary monomers. The optimized ICE possessed high stretchability and strength, fast shape-recovery, self-healing, decent conductivity, and desirable stability against heat and under ambient conditions. The use of virgin and self-healed ICEs as the conductors for dielectric elastomer actuators (DEA) is demonstrated and exhibits comparable actuating performance to the reported DEA employing organogels and ionogels. The work provides a facile approach for fabricating ICEs with versatile properties that can be used for flexible electronics.
中文翻译:
用于可拉伸和自修复的无液体离子导电弹性体的多功能共聚物
为了促进离子导电材料在柔性电子产品中的实际应用,水凝胶和离子凝胶中存在的热稳定性低和可能的溶剂泄漏等问题需要解决,但也是不可避免的。作为替代选择的无液体离子弹性体 (ICE) 没有此类问题,但一直面临低导电率和不太令人满意的机械性能的缺点。在这里,提出了一种用于高性能 ICE 的具有 π-π 堆积和阳离子-π 相互作用的多功能共聚物。通过改变三元单体的进料比,ICE 呈现出可调节的机械和电气性能。优化后的 ICE 具有高拉伸性和强度、快速的形状恢复、自我修复、良好的导电性以及在热和环境条件下的理想稳定性。展示了使用原始和自愈式 ICE 作为介电弹性体致动器 (DEA) 的导体,并表现出与使用有机凝胶和离子凝胶的报道的 DEA 相当的致动性能。这项工作为制造具有多种特性的 ICE 提供了一种简便的方法,可用于柔性电子产品。
更新日期:2022-09-08
中文翻译:
用于可拉伸和自修复的无液体离子导电弹性体的多功能共聚物
为了促进离子导电材料在柔性电子产品中的实际应用,水凝胶和离子凝胶中存在的热稳定性低和可能的溶剂泄漏等问题需要解决,但也是不可避免的。作为替代选择的无液体离子弹性体 (ICE) 没有此类问题,但一直面临低导电率和不太令人满意的机械性能的缺点。在这里,提出了一种用于高性能 ICE 的具有 π-π 堆积和阳离子-π 相互作用的多功能共聚物。通过改变三元单体的进料比,ICE 呈现出可调节的机械和电气性能。优化后的 ICE 具有高拉伸性和强度、快速的形状恢复、自我修复、良好的导电性以及在热和环境条件下的理想稳定性。展示了使用原始和自愈式 ICE 作为介电弹性体致动器 (DEA) 的导体,并表现出与使用有机凝胶和离子凝胶的报道的 DEA 相当的致动性能。这项工作为制造具有多种特性的 ICE 提供了一种简便的方法,可用于柔性电子产品。