近日(ri)，上海騰拔Universal TA質(zhi)構儀助力(li)杭州電子科技(ji)大學研(yan)究人員(yuan)在國際期刊《ACS Applied Electronic Materials》發(fā)表了題(ti)為"Polydopamine-Based Multifunctional Hydrogel for Flexible Supercapacitor and Pressure Sensor Applications"的研究論(lun)文。

柔性能(neng)量儲(chu)存裝置和傳感(gan)器是可穿(chuan)戴電子器件的(de)兩大(da)關鍵因素。設計(ji)一個集(ji)合一個(ge)傳感器和高(gao)性能能量(liang)儲存的多功能(neng)部件(jian)令人興奮，但(dan)仍然是一大(da)挑戰(zhàn)(zhan)。在該研究中(zhong)，研究人員(yuan)將聚多巴胺(an)(PDA)引入到(dao)聚乙烯(xi)醇(PVA)和(he)聚乙(yi)二醇(PEG)交聯(lián)網(wǎng)(wang)絡中來制備具(ju)有力學性能(neng)的多(duo)功能(neng)水凝膠。含(han)有PDA的薄膜電極(ji)在水凝膠原位(wei)生長。獲得的(de)裝置(zhi)可同時(shi)用作超(chao)級電容(rong)器和壓力(li)傳感器。超級(ji)電容器面積比電容為電流密度(du)為0.2 mA cm^?2時的210.2 mF cm^?2。作為一(yi)個柔(rou)性傳感器(qi)，該裝置(zhi)具有廣泛(fan)的壓強范圍(wei)，且在0?5 kPa壓強范(fan)圍內具有良(liang)好的靈敏性(xing)(0.57 kPa?1)。該裝(zhuang)置能(neng)夠穩(wěn)定(ding)監(jiān)測(ce)人體運動，從平(ping)穩(wěn)的手(shou)腕脈搏到緊緊(jin)抓住，為整(zheng)合能量儲存(cun)裝置和功能傳(chuan)感器在可穿(chuan)戴電子器件(jian)應用提供了(le)一個解決方案(an)。

在該(gai)研究中，研究(jiu)人員利(li)用上海(hai)騰拔Universal TA質構儀(yi)來測(ce)定PDA_X?PVA/PEG水凝膠的(de)力學性(xing)能。下圖a為(wei)PDA_X?PVA/PEG水凝膠的應力-應變曲(qu)線，當應變達(da)到大約(yue)35%時，PDA₁?PVA/PEG水凝膠壓(ya)強最(zui)小，為0.02MPa，相比(bi)，PDA₀?PVA/PEG的壓強(qiang)為0.038 MPa。這表(biao)明PDA的引入增加(jia)了水凝膠的柔(rou)性，這可能歸(gui)因于PDA引(yin)起的非共價(jia)作用。改(gai)變交聯(lián)程(cheng)度可以改變(bian)水凝膠的(de)彈性和在壓力(li)下的(de)變形能力，反過(guo)來影(ying)響其壓強-傳(chuan)感能力。對(dui)于PDA_1.6?PVA/PEG水凝膠(jiao)，其壓強(qiang)有所上升(sheng)，這說明過(guo)量的PDA可以導致(zhi)水凝膠變得更(geng)堅硬。下(xia)圖b為PDA₁?PVA/PEG水凝(ning)膠的循環(huán)壓(ya)縮測試。在100次循(xun)環(huán)中，曲(qu)線表現(xiàn)出極(ji)小的(de)延滯?；瘜W和(he)物理(li)雙交聯(lián)使(shi)得水凝膠具(ju)有較高的疲勞(lao)性能(neng)。

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Polydopamine-Based Multifunctional Hydrogel for Flexible Supercapacitor and Pressure Sensor Applications