近日，上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀助力(li)杭州電子(zi)科技大學研(yan)究人員(yuan)在國際期刊(kan)《ACS Applied Electronic Materials》發(fā)表(biao)了題為(wei)"Polydopamine-Based Multifunctional Hydrogel for Flexible Supercapacitor and Pressure Sensor Applications"的研究(jiu)論文。

柔性能量儲存(cun)裝置(zhi)和傳感器(qi)是可穿戴(dai)電子器件的(de)兩大(da)關(guān)鍵因素(su)。設(shè)計(ji)一個集合(he)一個(ge)傳感器(qi)和高(gao)性能(neng)能量儲存的多(duo)功能(neng)部件令人興奮(fen)，但仍然是一大(da)挑戰(zhàn)。在該研(yan)究中(zhong)，研究人員將聚(ju)多巴胺(an)(PDA)引入到(dao)聚乙(yi)烯醇(PVA)和(he)聚乙二醇(PEG)交聯(lián)(lian)網(wǎng)絡(luò)中來制備(bei)具有力(li)學性能的多功(gong)能水凝膠。含(han)有PDA的(de)薄膜電極在水(shui)凝膠原位(wei)生長。獲得的裝(zhuang)置可同時用(yong)作超級電(dian)容器和壓力傳(chuan)感器。超級(ji)電容(rong)器面積比電容為電流密(mi)度為(wei)0.2 mA cm^?2時的210.2 mF cm^?2。作為一個柔(rou)性傳感(gan)器，該(gai)裝置具(ju)有廣泛的(de)壓強范圍，且在(zai)0?5 kPa壓強范圍(wei)內(nèi)具(ju)有良好的靈(ling)敏性(0.57 kPa?1)。該裝置能(neng)夠穩(wěn)定監(jiān)測人(ren)體運動，從平穩(wěn)(wen)的手(shou)腕脈搏到緊(jin)緊抓住，為整合(he)能量儲(chu)存裝置和功(gong)能傳感器在(zai)可穿(chuan)戴電子器件(jian)應(yīng)用提供了(le)一個解決方案(an)。

在該研究(jiu)中，研究人員(yuan)利用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來(lai)測定(ding)PDA_X?PVA/PEG水凝膠(jiao)的力學性(xing)能。下圖(tu)a為PDA_X?PVA/PEG水凝膠的應(yīng)力-應(yīng)變曲(qu)線，當應(yīng)變達(da)到大約35%時(shi)，PDA₁?PVA/PEG水凝膠壓強(qiang)最小(xiao)，為0.02MPa，相比，PDA₀?PVA/PEG的壓(ya)強為0.038 MPa。這(zhe)表明PDA的(de)引入增加(jia)了水凝膠的柔(rou)性，這可能(neng)歸因(yin)于PDA引起的(de)非共價作用(yong)。改變交聯(lián)程(cheng)度可以改變水(shui)凝膠(jiao)的彈(dan)性和(he)在壓力下的變(bian)形能力(li)，反過來影響其(qi)壓強-傳(chuan)感能(neng)力。對于(yu)PDA_1.6?PVA/PEG水凝膠，其(qi)壓強有所上升(sheng)，這說明(ming)過量(liang)的PDA可以導(dǎo)致(zhi)水凝膠(jiao)變得更堅(jian)硬。下圖b為(wei)PDA₁?PVA/PEG水凝膠的(de)循環(huán)壓縮測試(shi)。在100次循環(huán)(huan)中，曲線表現(xiàn)(xian)出極小(xiao)的延滯?；瘜W和(he)物理雙交(jiao)聯(lián)使得水(shui)凝膠具有較(jiao)高的疲勞性能(neng)。

原文下(xia)載鏈接

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