近日，上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)助力杭州電子(zi)科技大學(xué)研究(jiu)人員在國際期(qi)刊《ACS Applied Electronic Materials》發(fā)表了題為"Polydopamine-Based Multifunctional Hydrogel for Flexible Supercapacitor and Pressure Sensor Applications"的研究論文(wen)。

柔性能量儲存(cun)裝置和(he)傳感器(qi)是可(ke)穿戴電子器(qi)件的(de)兩大關(guān)鍵(jian)因素。設(shè)(she)計一個集合(he)一個(ge)傳感器和高(gao)性能能量儲存(cun)的多功(gong)能部(bu)件令(ling)人興奮，但仍(reng)然是一大挑戰(zhàn)(zhan)。在該研(yan)究中，研(yan)究人員將聚(ju)多巴胺(PDA)引入(ru)到聚乙烯(xi)醇(PVA)和聚乙(yi)二醇(PEG)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(luo)中來(lai)制備(bei)具有力學(xué)(xue)性能的多(duo)功能(neng)水凝膠。含(han)有PDA的(de)薄膜(mo)電極在水凝膠(jiao)原位生(sheng)長。獲得的裝(zhuang)置可同(tong)時用作(zuo)超級(ji)電容器(qi)和壓力傳感器(qi)。超級電容器面積比(bi)電容為電流密(mi)度為0.2 mA cm^?2時的210.2 mF cm^?2。作為一個(ge)柔性傳感器(qi)，該裝(zhuang)置具有(you)廣泛的壓強范(fan)圍，且在0?5 kPa壓強(qiang)范圍內(nèi)具有(you)良好的靈(ling)敏性(0.57 kPa?1)。該(gai)裝置能夠(gou)穩(wěn)定監(jiān)(jian)測人體(ti)運動，從(cong)平穩(wěn)的手(shou)腕脈搏(bo)到緊緊抓(zhua)住，為整合(he)能量(liang)儲存裝置和功(gong)能傳感器在(zai)可穿戴(dai)電子器件應(yīng)用(yong)提供(gong)了一個解(jie)決方案(an)。

在該研(yan)究中，研究人員(yuan)利用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來測定(ding)PDA_X?PVA/PEG水凝(ning)膠的力學(xué)性(xing)能。下圖a為(wei)PDA_X?PVA/PEG水凝(ning)膠的應(yīng)力-應(yīng)(ying)變曲線，當(dāng)應(yīng)(ying)變達到大(da)約35%時，PDA₁?PVA/PEG水凝膠(jiao)壓強(qiang)最小，為0.02MPa，相比(bi)，PDA₀?PVA/PEG的壓(ya)強為0.038 MPa。這表明PDA的(de)引入增(zeng)加了水凝膠的(de)柔性，這可(ke)能歸因于PDA引(yin)起的非共價(jia)作用。改(gai)變交聯(lián)程度(du)可以(yi)改變水凝膠(jiao)的彈(dan)性和在(zai)壓力(li)下的變形能力(li)，反過來影響其(qi)壓強-傳感(gan)能力。對于(yu)PDA_1.6?PVA/PEG水凝膠，其(qi)壓強有(you)所上升，這說明(ming)過量的PDA可以導(dǎo)(dao)致水凝(ning)膠變(bian)得更堅(jian)硬。下圖b為(wei)PDA₁?PVA/PEG水凝膠的循(xun)環(huán)壓(ya)縮測試(shi)。在100次循環(huán)中(zhong)，曲線表現(xiàn)(xian)出極小的(de)延滯?；瘜W(xué)和(he)物理雙(shuang)交聯(lián)(lian)使得水凝(ning)膠具有較高的(de)疲勞性能。

原文下(xia)載鏈(lian)接

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