可拉伸的离子导体是下一代柔性离子电子器件最具吸引力的候选者。然而,高离子电导率、优异的机械性能、良好的自愈能力和可回收性是必要的,但在一种材料中很少能满足。在此,我们提出了一种离子导体设计,即动态超分子离子导电弹性体 (DSICE),通过锁相策略,其中锁定的软相聚醚骨架可以传导锂离子 (Li +) 传输以及动态二硫键复分解和硬域中更强的超分子四重氢键的结合有助于自愈能力和机械多功能性。双相设计发挥了自己的作用,从而克服了离子电导率、自愈能力和机械相容性之间的冲突。精心设计的 DSICE 具有高离子电导率(30 °C时为3.77×10-3 S m-1)、高透明度(92.3%)、优异的拉伸性(2615.17% 伸长率)、强度(27.83 MPa)和韧性、出色的自愈能力(室温下约为 99%)和良好的可回收性。这项工作为设计先进的离子导体提供了一种有趣的策略,并为柔性离子电子器件或固态电池提供了希望。
图文简介
a DSICE在拉伸时具有优异韧性的化学结构设计和提出的机制。b多个动态键的协同相互作用有助于自主自愈能力。
DSE-0~3的SAXS 剖面图,表明存在 1-3.7 nm 量级的微相分离。b DSE-0~3的AFM相位图。暗区代表软相,亮区代表硬相,表明DSE-0~3的微相分离结构。c DSE-0~3在可见光范围内的透过率。插入:合成后的 DSE 的照片,表明 DSE 的高透明度。d DSE-0~3的DSC曲线。显示在 -76 °C 左右的恒定 Tg。eDSE-0~3的时间-温度叠加(TTS)流变学。使用时间-温度叠加 (TTS) 构建主曲线。频率扫描在 0.1-100 Hz 下进行,温度扫描从 30 °C 到 170 °C(30 °C 作为参考温度)进行,仪器自动将应变调制为 5% ± 2%,以确保随着样品软化,在合理的值下测量扭矩。
DSE 的机械性能和自愈能力
DSICE 的离子传输机制和机械性能
DSICE 的自主自愈能力和多重可回收
基于 DSICE 的柔性导电基板和触摸传感器
论文信息
论文题目:Phase-locked constructing dynamic supramolecular ionic conductive elastomers with superior toughness, autonomous self-healing and recyclability
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