可穿戴电子产品的制备需要高分辨率的可拉伸导电电极。由液态金属组成的可印刷油墨是这些应用的理想候选材料,但其实际应用受到其低稳定性、较差的可印刷性和低电导率的限制。
近日,南开大学Jiajie Liang,Xinyi Ji通过主客体聚合物稳定和桥接液态金属液滴(LMDs),设计和开发了触变性水包金属(M/W)乳液凝胶(MWEGs)。
文章要点
1)研究发现,在MWEGs中,主体−客体聚合物的亲水主链通过配位键乳化并稳定了LMD。接枝的环糊精和金刚烷基形成动态包合物,桥接两个相邻的LMD,导致在水相中形成动态交联的LMD网络。
2)MWEGs表现出粘弹性和剪切变稀特性,非常适合直接三维(3D)和高分辨率丝网印刷(∼65 μm),以组装由∼95 wt%液态金属组成的复杂图案。当拉伸印刷图案时,强烈的主−客体相互作用确保整个液滴网络是交联的,而液滴的脆性氧化物外壳破裂,释放出液体金属芯,使其在超低临界应变(<1.5%)下熔合成连续的导电路径。
该应变激活电导率在800%的大应变下超过15800 S/cm,并表现出长期的循环稳定性和稳健性。
参考文献
Qi Wang, et al, Viscoelastic Metal-in-Water Emulsion Gel via Host−Guest Bridging for Printed and Strain-Activated Stretchable Electrodes, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c04299
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04299