《先进材料》高性能离子液体凝胶使极端条件下的柔性传感成为可能
柔性传感器作为可穿戴电子设备的核心部件，很大程度上决定了可穿戴设备的功能设计和未来发展方向。近年来，人们在提高柔性传感器灵敏度、响应速度、复杂信号检测等方面已经取得了显著进步。然而，目前的柔性传感器还不能实现在高真空、高/低温等极端条件下的信号检测。 近日，中科院理化所江雷院士团队刘洪亮副研究员的研究小组设计制备了一种兼具优异机械性能和高导电性的新型透明离子液体凝胶，首次实现了高真空以及-70到100摄氏度宽温度条件下的信号检测，使极端条件下的柔性传感成为可能，为极地或外太空科考机器人的可穿戴设备提供了关键材料。研究人员利用静电相互作用将离子液体（1-乙基-3-甲基咪唑酰胺）引入到带电的聚（2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸）（PAMPS）双网络内部。一方面，带电的PAMPS双网络凝胶提供了良好的机械强度和优良的恢复性能；另一方面，通过静电相互作用而锁定在带电的双网络内部的自由离子液体提供了高达1.7-2.4的离子导电率。离子液体凝胶的电导率可以通过控制带电网络内部离子液体的负载量进行有效调控。这些优异的性能使设计的离子液体凝胶可以检测复杂信号以及脉搏。更为重要的是，凭借离子液体优异的热稳定性和极低的蒸气压，基于离子液体凝胶的柔性传感器可以在真空状态以及-70到100摄氏度的温度范围内对机械关节的微小机械动作进行稳定的响应，使极端条件下可穿戴设备的设计成为可能。相关研究成果“Preparation of High-Performance Ionogels withExcellent Transparency, Good Mechanical Strength, and High Conductivity”在线发表于《先进材料》(Advanced Materials, 2017, doi: 10.1002/adma.201704253)，文章的第一作者是博士研究生丁艺。▲高性能离子凝胶的设计。▲基于离子液体凝胶的传感器及其在极端条件下的传感行为。全文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201704253/abstract来源：高分子科学前沿
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