Sci. Adv: 高拉伸动态水凝胶用于柔性多层电子器件

合成聚合物网络的最新进展使得下一代基于水凝胶的机器和设备成为可能。模仿人体组织机械和电气特性的能力为生物电子学和软机器人学领域带来了巨大潜力。然而，制造既能显示高离子传导性，又能保持高伸展性和柔软性的水凝胶设备仍是一项艰巨的任务。在这里，我们合成了超分子聚（离子）网络，它具有高拉伸性（>1500%）、可压缩性（>90%）和快速自恢复性（<30 秒），同时离子电导率高达 0.1 S cm-1。动态交联产生了层间附着力，超高的结合亲和力（>1013 M-2）形成了稳定的界面。层与层之间的出色粘附性使我们能够制造出一种内在可拉伸的水凝胶电源，为下一代多层组织模拟装置铺平了道路。

图文简介

超分子多离子网络的设计

SPIN的流变特性

SPINs的电学和力学表征

多层水凝胶电源中SPINs的演示

总之，我们成功地开发出了多种基于阴离子、阳离子、两性离子和酸性聚合物骨架的SPINs。通过结合具有超高结合强度（>1013 M-2）的超分子三元复合物，可逆的结合和解离动力学赋予了网络高度可调的粘弹性能，以及类似组织的自我恢复和能量耗散能力。每个网络还显示出很高的伸展性（大于 1500%），同时实现了高达0.1 S cm-1 的高离子传导性。此外，交联的动态性质使得不同离子聚合物网络之间能够形成稳定的界面。因此，我们开发出了一种完全可拉伸的多层全水凝胶电源，它能在高达50 %的应变范围内保持稳定的电压。我们预计，这种电气和机械特性的结合将使下一代多层水凝胶设备成为可能，用于集成生物电子平台，包括生物电子学和软机器人学中的致动器、有机电化学晶体管或电致变色显示器

论文信息

通讯作者：Oren A. Scherman