近日，上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)助力杭(hang)州電子科(ke)技大學(xué)研究(jiu)人員在(zai)國際(ji)期刊《ACS Applied Electronic Materials》發(fā)表了題(ti)為"Polydopamine-Based Multifunctional Hydrogel for Flexible Supercapacitor and Pressure Sensor Applications"的研究論文。

柔性能量儲存(cun)裝置和傳(chuan)感器是可穿(chuan)戴電子器(qi)件的兩大(da)關(guān)鍵因素。設(shè)(she)計一個(ge)集合一個(ge)傳感器和(he)高性能能(neng)量儲(chu)存的(de)多功(gong)能部(bu)件令人(ren)興奮，但仍然(ran)是一大(da)挑戰(zhàn)。在(zai)該研究中，研(yan)究人員將聚多(duo)巴胺(PDA)引入到聚(ju)乙烯醇(PVA)和聚(ju)乙二醇(PEG)交(jiao)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中來制(zhi)備具有力學(xué)(xue)性能(neng)的多功能水凝(ning)膠。含(han)有PDA的薄膜電(dian)極在(zai)水凝膠原位生(sheng)長。獲得的(de)裝置可同時用(yong)作超(chao)級電容器和(he)壓力傳(chuan)感器(qi)。超級電(dian)容器面積比電容為電流(liu)密度為(wei)0.2 mA cm^?2時的210.2 mF cm^?2。作為一個(ge)柔性傳感(gan)器，該裝(zhuang)置具(ju)有廣泛的壓(ya)強范圍(wei)，且在0?5 kPa壓強(qiang)范圍內(nèi)具(ju)有良好的靈敏(min)性(0.57 kPa?1)。該裝(zhuang)置能夠穩(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，為整合能(neng)量儲存裝置和(he)功能傳感(gan)器在可(ke)穿戴電子器(qi)件應(yīng)(ying)用提供了一(yi)個解決(jue)方案(an)。

在該研究(jiu)中，研究人(ren)員利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)來測定PDA_X?PVA/PEG水凝膠的力(li)學(xué)性能。下圖a為PDA_X?PVA/PEG水凝膠(jiao)的應(yīng)力-應(yīng)變(bian)曲線(xian)，當(dāng)應(yīng)變達(da)到大約(yue)35%時，PDA₁?PVA/PEG水凝膠壓強最(zui)小，為0.02MPa，相(xiang)比，PDA₀?PVA/PEG的壓強(qiang)為0.038 MPa。這表明PDA的(de)引入(ru)增加(jia)了水凝膠(jiao)的柔性，這可能(neng)歸因于(yu)PDA引起的非(fei)共價作(zuo)用。改變交聯(lián)程(cheng)度可以改變(bian)水凝(ning)膠的彈性和(he)在壓力下的(de)變形能力，反過(guo)來影響其(qi)壓強-傳感(gan)能力(li)。對于PDA_1.6?PVA/PEG水凝膠，其(qi)壓強有所上(shang)升，這說明(ming)過量的PDA可以導(dǎo)(dao)致水(shui)凝膠變得(de)更堅硬(ying)。下圖b為PDA₁?PVA/PEG水凝膠的(de)循環(huán)壓(ya)縮測試(shi)。在100次(ci)循環(huán)中，曲線表(biao)現(xiàn)出極(ji)小的延滯(zhi)?；瘜W(xué)和物理雙(shuang)交聯(lián)使得水凝(ning)膠具(ju)有較(jiao)高的疲勞性能(neng)。

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