纳米人-锁志刚院士AM：离子弹性体结的低压可逆电粘附

锁志刚院士AM：离子弹性体结的低压可逆电粘附

痴迷文献痴迷文献 2020-05-18

电粘附提供了一种使用外加电位快速和可逆地控制粘附的简单途径，为包括触觉和机器人在内的各种应用提供了前景。然而，当前的电粘剂受到与使用高工作电压(>kV)相关的关键限制，以及由于介质击穿而导致的相应故障。

有鉴于此，马萨诸塞大学Alfred J. Crosby ，Ryan C. Hayward，哈佛大学锁志刚院士报道了一种基于离子弹性体异质结的新型电粘剂，可以在≈1 V的电位下工作。离子弹性体是通过将离子液体单体和交联剂聚合成弹性体网络而形成的软的无液体的离子传导网络，使得一个离子物种被网络锚定，而另一个离子物种是可移动的。

文章要点

1）在两个带电相反的离子弹性体之间的界面上形成了一个类似于电子半导体p/n结处形成的耗尽(或空间电荷)层的“离子双层”(IDL)。当结处于反向偏压下时，在分子尺度的IDL上产生的大电场允许在低电压下实现强大的附着力。相反，在正向偏压下，IDL两端的电场被破坏，从而以可逆的方式大大降低了附着力。

2）就单位静电电容能量而言，这些离子弹性体电粘剂效率很高，对通常会导致传统介电胶粘剂灾难性故障的缺陷或损坏具有很强的抵抗力。

3）研究人员展示了一种离子弹性体电粘合垫，它可以在±1 kV的电位下可逆地打开和关闭，并能够支持5 kPa的剪应力。

这些发现为低压电粘接提供了新的基本见解，并拓宽了其可能的应用范围，包括机器人、虚拟现实硬件和响应材料。