曼尼托巴大学开发出一种可3D打印的导电自修复水凝胶

发表于 2017-7-6 17:08:00 显示全部楼层 0 3565

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目前,大多数自修复材料需要外部刺激,如光、温度和电力,才能进行修复,因此这样的自修复系统并不自主。若想让材料在没有任何形式的外部干预下就能自我修复,导电性是一个关键性质。虽然已经有自主、导电的自我修复材料被开发出来,但由于缺乏拉伸性、压力敏感性、体导电性等特性或整体的机械性能,在实际应用中它们表现得并不好。

最近,加拿大曼尼托巴大学(University of Manitoba)的研究人员提出一种设计自修复材料的新方法,能让材料具有机械稳定性、导电性和自我修复能力。该研究已经发表,题为《受皮肤启发的,具有导电性、拉伸性、压力敏感性、内在自主性,可3D打印的多功能自我修复水凝胶》。研究人员解释说,这种方法涉及物理和化学交联的一个结合:

曼尼托巴大学开发出一种可3D打印的导电自修复水凝胶

曼尼托巴大学开发出一种可3D打印的导电自修复水凝胶

“水凝胶内在自主的自我修复是通过聚(丙烯酸)羧基与三价铁离子之间的动态离子相互作用实现的。一个共价交联被用来支持水凝胶的机械结构。在化学和物理交联网络之间建立一个平衡以及聚吡咯网络的导电性纳米结构导致一个具有体导电性、机电自我修复性(2分钟内100%机械修复)、超拉伸性(1500%)和压力敏感性的双网络水凝胶。”

如论文摘要所述,这种材料不需要外部刺激,能在两分钟内完全自我修复好,并且还能在30秒内恢复90%的电性能。研究人员说,这种自主修复能力以及剪切稀释性让这种水凝胶成为一种理想的3D打印材料,它的潜在应用包括柔性机器人、仿生假体和健康监测系统。
(编译自3ders.org)来源:天工社
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