上海騰拔質(zhì)構儀助力杭州電子科技大學(xué)發(fā)表關(guān)于多功能水凝膠的國際期刊論文

近日，上海騰拔Universal TA質(zhì)構儀助力杭州電子科技大學(xué)研究人員在國際期刊《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。

柔性能量?jì)Υ嫜b置和傳感器是可穿戴電子器件的兩大關(guān)鍵因素。設計一個(gè)集合一個(gè)傳感器和高性能能量?jì)Υ娴亩喙δ懿考钊伺d奮，但仍然是一大挑戰。在該研究中，研究人員將聚多巴胺(PDA)引入到聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò )中來(lái)制備具有力學(xué)性能的多功能水凝膠。含有PDA的薄膜電極在水凝膠原位生長(cháng)。獲得的裝置可同時(shí)用作超級電容器和壓力傳感器。超級電容器面積比電容為電流密度為0.2 mA cm^?2時(shí)的210.2 mF cm^?2。作為一個(gè)柔性傳感器，該裝置具有廣泛的壓強范圍，且在0?5 kPa壓強范圍內具有良好的靈敏性(0.57 kPa?1)。該裝置能夠穩定監測人體運動(dòng)，從平穩的手腕脈搏到緊緊抓住，為整合能量?jì)Υ嫜b置和功能傳感器在可穿戴電子器件應用提供了一個(gè)解決方案。

在該研究中，研究人員利用上海騰拔Universal TA質(zhì)構儀來(lái)測定PDA_X?PVA/PEG水凝膠的力學(xué)性能。下圖a為PDA_X?PVA/PEG水凝膠的應力-應變曲線(xiàn)，當應變達到大約35%時(shí)，PDA₁?PVA/PEG水凝膠壓強最小，為0.02MPa，相比，PDA₀?PVA/PEG的壓強為0.038 MPa。這表明PDA的引入增加了水凝膠的柔性，這可能歸因于PDA引起的非共價(jià)作用。改變交聯(lián)程度可以改變水凝膠的彈性和在壓力下的變形能力，反過(guò)來(lái)影響其壓強-傳感能力。對于PDA_1.6?PVA/PEG水凝膠，其壓強有所上升，這說(shuō)明過(guò)量的PDA可以導致水凝膠變得更堅硬。下圖b為PDA₁?PVA/PEG水凝膠的循環(huán)壓縮測試。在100次循環(huán)中，曲線(xiàn)表現出極小的延滯?；瘜W(xué)和物理雙交聯(lián)使得水凝膠具有較高的疲勞性能。

原文下載鏈接

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