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超耐用静电纺可拉伸电极--新型柔性电极
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超耐用静电纺可拉伸电极--新型柔性电极

  • 来源:原创
  • 浏览次数:
  • 日期:2022-05-25 16:23

【概要描述】中科院宁波材料技术与工程研究所团队模仿人工渔网,通过静电纺丝和静电喷雾制作了一种可以实现低电阻、高稳定、可拉伸的新型柔性电极。

超耐用静电纺可拉伸电极--新型柔性电极

【概要描述】中科院宁波材料技术与工程研究所团队模仿人工渔网,通过静电纺丝和静电喷雾制作了一种可以实现低电阻、高稳定、可拉伸的新型柔性电极。

  • 分类:学术动态
  • 作者:Nanofiberlabs
  • 来源:原创
  • 发布时间:2022-05-25 16:23
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导语:在可穿戴电子领域,稳定耐用的柔性可拉伸导体仍是制约其发展的巨大挑战。来自中科院宁波材料技术与工程研究所的团队受到渔网的启发,制作了一种可以实现低电阻、高稳定、可拉伸的新型柔性电极。它解决了柔性电极领域导电率和拉伸率不可兼容、循环变形下电性能不稳定的问题。

 

研究团队设计了一种具有柔性自适应导电界面的超稳定、可拉伸电极。它利用聚氨酯(TPU)静电纺丝与液态金属(LM)微纳颗粒,经静电纺丝和静电喷涂进行原位复合,随后进行机械激活,形成纳米液态金属结构薄膜,制备出了的具有柔性自适应导电界面的超稳定可拉伸电极(NHSE)。

 

     纳米液态金属 (LM)为基础的高度稳健、可拉伸电极(NHSE ),它具有模拟水网相互作用的自适应界面。NHSE 表现出优异的机械和电性能,在 570%的伸长率下只有350%的电阻变化。这种突出的特性归因于 LM 和纳米纤维支架之间的自适应界面,它模拟了水与网的相互作用。

图1 用于制造( ii )LM 纳米粒子@ TPU 支架复合物 ( L NS C)的( I )电喷雾和电纺丝过程的示意图,该复合物随后被活化以形成( iii ) NHSE

 

     基于电纺弹性纳米纤维弹性支架(热塑性聚醚氨酯,TPU)和电喷雾 LM 纳米粒子薄膜的原位组装。它不仅对大程度的机械拉伸不敏感,而且对循环变形免疫。它的坚固性和稳定性在各种条件下均得到验证。包括长期暴露在空气中、周期性浸没和对机械损伤的弹性。导电性、可拉伸性和耐用性的结合使 NHSE 成为柔性/可拉伸电子产品的一种有前途的导体/电极解决方案。

 

     该电极具有良好的生物相容性和极低毒性,其电性能还具备了极好的稳定性和耐久性。可实现了超稳定可拉伸电极的制备。在可穿戴式设备,人体生理信号检测、人机交互界面、可拉伸导体和加热电子皮肤等领域有着良好的应用场景。

 

参考文献:Cao J, Liang F, Li H, et al. Ultra-robust stretchable electrode for e-skin: In situ assembly using a nanofiber scaffold and liquid metal to mimic water-to-net interaction.InfoMat.2022;4(4):e12302.doi:10.1002/inf2.12302

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12302
 

轻子纳米以静电纺丝设备和新材料制备为核心的高新技术企业,新材料制备涉及微纳米材料、生物材料、环保材料等领域,在静电纺丝领域具有多项专利技术。公司推动实验研发向实际产业应用,目前可提供科教型电纺设备、静电纺丝中试设备、近场直写设备和量产纳米纤维生产线。公司研发的多功能生物3D打印设备可进行微纳米纤维的加工和制造。

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