近日(ri)，上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)助力杭州(zhou)電子(zi)科技(ji)大學(xué)研(yan)究人(ren)員在國(guó)(guo)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(jiu)論文。

柔性能(neng)量?jī)?chǔ)存裝置(zhi)和傳感(gan)器是可穿戴電(dian)子器件(jian)的兩大(da)關(guān)鍵(jian)因素。設(shè)計(jì)一個(gè)(ge)集合(he)一個(gè)傳感器(qi)和高性能能(neng)量?jī)?chǔ)存的多功(gong)能部件令(ling)人興奮，但仍(reng)然是(shi)一大挑戰(zhàn)(zhan)。在該研(yan)究中，研(yan)究人員(yuan)將聚多巴胺(PDA)引(yin)入到聚乙烯(xi)醇(PVA)和聚乙二(er)醇(PEG)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中(zhong)來(lái)制備具(ju)有力學(xué)(xue)性能的多功能(neng)水凝膠。含有PDA的(de)薄膜電極在水(shui)凝膠原位生(sheng)長(zhǎng)。獲(huo)得的裝置(zhi)可同時(shí)用(yong)作超級(jí)(ji)電容器和(he)壓力傳感(gan)器。超級(jí)(ji)電容器面積比電容(rong)為電流密度為(wei)0.2 mA cm^?2時(shí)的210.2 mF cm^?2。作為一(yi)個(gè)柔(rou)性傳感(gan)器，該裝(zhuang)置具(ju)有廣泛的壓強(qiáng)(qiang)范圍，且在(zai)0?5 kPa壓強(qiáng)(qiang)范圍內(nèi)具(ju)有良好的(de)靈敏性(0.57 kPa?1)。該(gai)裝置能夠穩(wěn)定(ding)監(jiān)測(cè)人體運(yùn)(yun)動(dòng)，從(cong)平穩(wěn)的手(shou)腕脈搏到(dao)緊緊(jin)抓住(zhu)，為整(zheng)合能量?jī)?chǔ)(chu)存裝置和功能(neng)傳感(gan)器在(zai)可穿戴電子(zi)器件應(yīng)用提(ti)供了一個(gè)解(jie)決方案(an)。

在該(gai)研究中，研究(jiu)人員利(li)用上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來(lái)測(cè)定(ding)PDA_X?PVA/PEG水凝膠的力(li)學(xué)性能(neng)。下圖a為PDA_X?PVA/PEG水凝膠的應(yīng)力-應(yīng)變(bian)曲線，當(dāng)(dang)應(yīng)變達(dá)到(dao)大約35%時(shí)，PDA₁?PVA/PEG水凝(ning)膠壓(ya)強(qiáng)最(zui)小，為(wei)0.02MPa，相比，PDA₀?PVA/PEG的壓強(qiáng)為0.038 MPa。這(zhe)表明PDA的引(yin)入增加了(le)水凝膠的(de)柔性，這可(ke)能歸因(yin)于PDA引(yin)起的非共價(jià)作(zuo)用。改變交(jiao)聯(lián)程度可(ke)以改(gai)變水凝膠的彈(dan)性和在壓力(li)下的變形能力(li)，反過(guò)來(lái)影響(xiang)其壓(ya)強(qiáng)-傳感能(neng)力。對(duì)于PDA_1.6?PVA/PEG水凝(ning)膠，其壓強(qiáng)有(you)所上升，這(zhe)說(shuō)明過(guò)(guo)量的PDA可(ke)以導(dǎo)致(zhi)水凝(ning)膠變得更堅(jiān)硬(ying)。下圖b為PDA₁?PVA/PEG水凝(ning)膠的循環(huán)壓縮(suo)測(cè)試。在100次循環(huán)(huan)中，曲線表(biao)現(xiàn)出極小的(de)延滯?；?hua)學(xué)和物理雙(shuang)交聯(lián)使得(de)水凝膠具有較(jiao)高的(de)疲勞性能。

原文下載(zai)鏈接

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