科学家们开发了一种透明的,自愈的,高度可拉伸的导电材料,可以通过电激活为人造肌肉供电,并用于改善电池,电子设备和机器人。
研究人员说,低成本,易于生产的软橡胶状材料可以拉伸其原始长度的50倍。切割后,它可以在室温下24小时内完全重新附着或愈合。他们说,实际上,仅经过五分钟的愈合,材料就可以拉伸到原来长度的两倍。
研究人员的发现,包括来自美国加州大学河滨分校的研究人员,代表了科学家首次创造了一种离子导体-离子可以流过的材料,即透明的,机械可拉伸和自我修复。
该材料可以使机器人在机械故障后具有自我修复的能力; 延长用于电子和电动汽车的锂离子电池的寿命,并改善医疗领域和环境监测中使用的生物传感器。
“多年来,创造一种具有所有这些特性的材料一直是一个难题。我们做到了这一点,现在才刚刚开始探索应用程序,”加州大学助理教授王超说。
自愈材料修复磨损造成的损伤,延长材料和装置的使用寿命,降低成本。王的灵感来自具有自我修复能力的漫画角色金刚狼。
离子导体是一类在储能,太阳能转换,传感器和电子设备中起关键作用的材料。传统上,自修复聚合物利用非共价键,这产生了一个问题,因为这些键受到电化学反应的影响,所述电化学反应降低了材料的性能。
Wang通过使用一种称为离子-偶极相互作用的机制来解决该问题,该机制是带电离子与极性分子之间的力,在电化学条件下高度稳定。他将极性,可拉伸的聚合物与可移动的高离子强度盐结合在一起,从而创造出具有研究人员所寻求特性的材料。
阅读更多:科学家创造了类似蚯蚓的机器人
美国博尔德科罗拉多大学的研究人员证明,这种材料可用于驱动所谓的人造肌肉,也称为介电弹性体致动器。
这项研究发表在《高级材料》杂志上。
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