近期，中科院合肥物質院固體所高分子與複合材料研究部田興友和張獻研究員團隊聯合鄭州大學楊艷宇副教授等，利用鎵銦合金（ EGaIn）引發聚合，並作為柔性填料，構建了一種可用於人機互動和紅外偽裝的超拉伸、自癒合的 LM/PVA/P(AAm-co-SMA)雙網絡水凝膠。相關結果發表在 Materials Horizons 上。
圖 1. 液態金屬水凝膠的機械性能表徵。
水凝膠是一種具有三維網絡結構的軟材料，通過引入離子、導電聚合物和導電填料，可獲得導電水凝膠。但是，由於導電聚合物共軛結構的固有剛性、導電填料與水凝膠基體的不相容性，以及鹽析效應，目前大多數導電水凝膠的機械性能較差，如韌性低、抗拉強度低、自恢復和自癒合性能不理想，大大限制了水凝膠的應用領域。
圖 2. (a) 壓力傳感器的原理圖； (b, c) 在壓力傳感器上寫 "CAS " 和 "USTC " 時的電阻變化； (d) 人機互動系統的示意圖； (e) 戴著人機互動手套的志願者打開他的手指， LED 屏幕顯示數字 "5" ； (f) LM 水凝膠製備的人機互動手套根據志願者手指的彎曲情況顯示數字。
鎵銦合金（EGaIn）作為一種熔點接近或低於室溫的液態金屬（LM），可以通過超聲波分散製備成EGaIn微球，用作納米填料。與其他剛性納米填料不同，它們可以適應聚合物基體的變形，從而有效地增韌聚合物。此外，EGaIn中的鎵（Ga）可以引發乙烯基單體發生自由基聚合。Ga3+能夠與羧基、羥基進行配位，形成動態犧牲鍵，用於耗散能量。因此，鎵基液態金屬具有改善聚合物基體機械性能的潛力。
合肥物質院張獻研究員和鄭州大學楊艷宇副教授為文章的共同通訊作者，碩士生李宵飛為論文第一作者。該研究工作得到國家自然科學基金、合肥物質院院長基金的支持。
論文連結： https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/mh/d3mh00341h
文章來源：合肥物質研究院
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