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各种柔性设备都非常需要可拉伸且坚韧的水凝胶。液态金属(LM)由于其独特的特性而成为制备功能性水凝胶的有吸引力的申请人。然而，LM的高流动性以及LM与聚合物基质之间的不相容性使得难以制造坚韧的水凝胶。图1P-LMGO水凝胶的制备和流变性能。a)用LMGO纳米复合填料制备P-LMGO水凝胶的图示。b)液态金属纳米颗粒和c)LMGO纳米复合材料的TEM图像。d)P、P-LM和P-LMGO水凝胶的数码照片。振荡流变测量结果包括e)应变扫描、f)频率扫描、g)tanδ和h)P、P-LM和P-LMGO水凝胶的基质孔径。最近，华南理工大学科研团队受生物结构中韧带功能的启发，引入氧化石墨烯(GO)纳米片来封装LM液滴。GO纳米片与LM和聚合物基质形成强相互作用，形成一个稳定的外壳，防止LM液滴破裂和渗出到聚合物网络中。灵活的LM/GO核壳微结构避免了相分离，并产生了坚韧的水凝胶，在%的伸长率下应力高达kPa。它还表现出对缺口不敏感和对各种表面的强附着力。这项研究开启了在可拉伸和坚韧的水凝胶中使用LM的可能性。图2P-LMGO水凝胶的拉伸性、压缩性和相应的机制。a)LM和GO以及LMGO纳米复合填料和聚合物之间的相互作用。b)拉伸时P-LMGO的图示。c)P-LMGO的可拉伸性、可压缩性和柔韧性。d)具有不同LM/GO比率的P-LMGO水凝胶的频率扫描。e)P和P-LMGO的拉伸性。f)一些相关水凝胶和弹性体的机械性能比较。g)伸长下P-LMGO的重建X射线断层扫描数据(CT)。图3P-LMGO2水凝胶的机械性能。A)P-LMGO在%应变下的循环拉伸。B)P-LMGO在循环拉伸过程中的能量耗散和杨氏模量。C)P-LMGO的交替步进应变扫描。D)P-LMGO在自愈前后的电导率。E)P-LMGO的耐切割性和F)缺口不敏感性。G)分别在缺口P和P-LMGO水凝胶中的能量耗散机制示意图。H)用于制造各种形状的P-LMGO的荫罩工艺。图4P-LMGO2水凝胶的粘合性能。a)平面外和b)P-LMGO2在亲水基材之间通过20μL悬浮液的自聚合进行平面内粘附。c)粘合剂的耐水性。d)分别用20μLP、P-LM和P-LMGO粘合的两个钢盘的平面内搭接剪切的粘合剪切强度。e)粘合剂的粘合机理。f)照片说明了P-LMGO水凝胶对各种表面的粘附性。图5通过将水凝胶夹在两个铜电极之间来检测基于P-LMGO2的传感器的传感性能。a)仪表系数和b)传感机制。c)不同拉伸应变下的实时阻力。d)%应变下次拉伸-释放循环中的电流稳定性。当前对e)手指弯曲和f)饮酒的反应。g)用于位置感测的3×3传感器阵列的照片。该电路还包含一块ArduinoMegaMCU开发板和一块面包板。相关论文以题为GrapheneOxideEncapsulatingLiquidMetaltoToughenHydrogel发表在《AdvancedFunctionalMaterials》上。通讯作者是华南理工大学钟林新教授。参考文献：doi.org/10./adfm.预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇

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