四重氢键交联超分子聚合物薄膜电极材料

发展背景:

对可穿戴和植入式电子产品的需求促进了各种先进材料,智能设备和工程方法的发展。因此,皮肤机械兼容的传感器和执行器已被广泛报道,并且其应用潜力脑/机械界面和软机器人高韧性的可伸缩电极在将各种器件集成在一起以支持大机械变形下的功能方面起着至关重要的作用。

分子结构:

软聚合物链(聚四亚甲基二醇和四甘醇)和强而可逆的四重氢键交联剂

优良性质:

柔软,可拉伸但又坚韧

这个材料就好比很多串绑了小勾的绳子混在一起。因为分子的形状细长且各之间不存不存在在很强的相互作用力,所以这坨绳子很柔软并且可以拉伸。但是在我们的的的过程中,绳子上的小勾之间会产生弱的相互作用力,即氢键。氢键的作用使得我们在拉升的过程中不会把绳子拉散,这使得该材料具有韧性

自愈性

在膜被削刃后,在削刃处发生基材涂层的弯曲使膜自愈,自愈后的膜电极仍然具有良好的导电性

界面粘附性

良好的界面粘附性可以使其贴附在人体组织上,如肌肉,大脑皮层等

缺口不敏感性

普通的材料在缺口处的性质会发生变化。但这种材料具有缺口不敏感性,所以在具有缺口时仍能正常使用,这降低了的的使用要求,扩大了它的适用范围

使用前景:

可伸缩薄膜电极的功能可以通过聚合物基材的化学设计显着增强。具体而言,应用超分子聚合物设计原理通过四重UPy氢键合成动态交联SPM。得到的SPM在聚合物网络中含有多个内部和链间氢键以实现优异的机械性能。随后,从SPM基底制造的薄膜金电极具有优异的固有导电性和独特的力学行为。电极具有很多非常理想的参数,可以组合成单个薄膜电极,这些电极包括高拉伸性,自愈性,缺口不敏感性和界面粘附性。最后,这种可拉伸电极成功地显示出测量人体皮肤(体外)和植入活体大鼠(体内)中的EMG信号。这些优良性质清楚地表明,SPM支持的薄膜金电极可能用于制造下一代可穿戴和植入式电子器件。

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