【摘 要】
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类皮肤传感器由于具有良好的导电性和稳定性,使得它在柔性传感器件领域具有非常广阔的应用前景。然而,这些类皮肤传感器在日常使用过程中会经历多次的拉伸、弯曲和压缩,这会对类皮肤传感器产生机械损伤。这些损伤会破坏类皮肤传感器的结构和机械完整性,导致传感功能的丧失、降低它们的使用寿命。所以,赋予类皮肤传感器自修复及可循环利用性是解决该问题的最有效的方法之一。此外,类皮肤传感器还应具有优异的力学性能,如高强度
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类皮肤传感器由于具有良好的导电性和稳定性,使得它在柔性传感器件领域具有非常广阔的应用前景。然而,这些类皮肤传感器在日常使用过程中会经历多次的拉伸、弯曲和压缩,这会对类皮肤传感器产生机械损伤。这些损伤会破坏类皮肤传感器的结构和机械完整性,导致传感功能的丧失、降低它们的使用寿命。所以,赋予类皮肤传感器自修复及可循环利用性是解决该问题的最有效的方法之一。此外,类皮肤传感器还应具有优异的力学性能,如高强度、高拉伸性以及抗撕裂性,以保证其在使用过程中的稳定性。因此,制备兼具高强度、高拉伸性及抗撕裂性能的自修复、可重塑的类皮肤传感器十分重要。1.我们将衣糠酸酐与三甘醇甲基醚甲基丙烯酸酯通过自由基聚合反应制备前体聚合物,随后利用二氨基二苯二硫及丙胺对前体聚合物中的酸酐进行开环,制备了基于氢键相互作用及动态芳香二硫键的高强度、高弹性自修复弹性体。自修复弹性体玻璃化转变温度为-6?C,且具有优异的热稳定性。拉伸测试表明当被二苯氨基二硫消耗的酸酐百分含量为5%,被丙胺消耗的百分含量为95%时,PI(SS5-PA95)-co-PT弹性体的机械性能最好,其中断裂强度为～2.29 MPa,断裂应变为～566%,杨氏模量达到～1.8 MPa。循环拉伸测试证明上述比例的聚合物具有良好的弹性和自恢复性。受到损伤的弹性体在50℃、100%湿度的条件下修复18h即可以恢复到初始样品的机械性能。此外,弹性体在85℃,4 MPa压力条件下具有优异的可循环利用性。进一步,通过在PI(SS5-PA95)-co-PT弹性体表面涂敷Ag纳米粒子,可以实现基于PI(SS5-PA95)-co-PT的电子皮肤传感器。该电子皮肤传感器具有良好的灵敏度,可以感知弯折、触碰、深呼吸及不同类型的人体活动。2.我们将丙烯酸（AA）、甲氧基聚乙二醇丙烯酸甲酯（PEGMEA）、氯化钙、双三氟甲烷磺酰亚胺锂（Li TFSI）以及紫外光引发剂在水中混合,在紫外光引发下聚合形成水凝胶后干燥除水,最终可以制备得到具有高拉伸性、抗撕裂性、高灵敏度的自修复离子皮肤传感器。通过改变Li TFSI以及Ca2+的含量,可以调控PAx Liy-Ca Z弹性体的力学性能及传感性能。其中,PA1.4Li2.8-Ca7%弹性体的强度及断裂伸长率分别为～0.31 MPa以及～712.7%。更为重要的是,作为离子皮肤传感器,PA1.4Li2.8-Ca7%弹性体的灵敏度最高,达到了～8.57。同时,PA1.4Li2.8-Ca7%离子皮肤传感器还展现出优异的抗撕裂性能。得益于PA1.4Li2.8-Ca7%离子皮肤传感器内部的动态氢键及配位键相互作用,PA1.4Li2.8-Ca7%离子皮肤传感器具有优异的自修复性能。损伤的PA1.4Li2.8-Ca7%离子皮肤传感器经过72 h的修复即可完全恢复机械性能。
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