上海騰拔質構儀助力杭州電子科技大學發表關於多功能水凝膠的國際期刊論文

近日，上海騰拔Universal TA質構儀(yi) 助力杭州電子科技大學研究人員在國際期刊《ACS Applied Electronic Materials》發表了題為(wei) "Polydopamine-Based Multifunctional Hydrogel for Flexible Supercapacitor and Pressure Sensor Applications"的研究論文。

柔性能量儲(chu) 存裝置和傳(chuan) 感器是可穿戴電子器件的兩(liang) 大關(guan) 鍵因素。設計一個(ge) 集合一個(ge) 傳(chuan) 感器和高性能能量儲(chu) 存的多功能部件令人興(xing) 奮，但仍然是一大挑戰。在該研究中，研究人員將聚多巴胺(PDA)引入到聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)交聯網絡中來製備具有力學性能的多功能水凝膠。含有PDA的薄膜電極在水凝膠原位生長。獲得的裝置可同時用作超級電容器和壓力傳(chuan) 感器。超級電容器麵積比電容為(wei) 電流密度為(wei) 0.2 mA cm⁻²時的210.2 mF cm⁻²。作為(wei) 一個(ge) 柔性傳(chuan) 感器，該裝置具有廣泛的壓強範圍，且在0−5 kPa壓強範圍內(nei) 具有良好的靈敏性(0.57 kPa−1)。該裝置能夠穩定監測人體(ti) 運動，從(cong) 平穩的手腕脈搏到緊緊抓住，為(wei) 整合能量儲(chu) 存裝置和功能傳(chuan) 感器在可穿戴電子器件應用提供了一個(ge) 解決(jue) 方案。

在該研究中，研究人員利用上海騰拔Universal TA質構儀(yi) 來測定PDA_X−PVA/PEG水凝膠的力學性能。下圖a為(wei) PDA_X−PVA/PEG水凝膠的應力-應變曲線，當應變達到大約35%時，PDA₁−PVA/PEG水凝膠壓強最小，為(wei) 0.02MPa，相比，PDA₀−PVA/PEG的壓強為(wei) 0.038 MPa。這表明PDA的引入增加了水凝膠的柔性，這可能歸因於(yu) PDA引起的非共價(jia) 作用。改變交聯程度可以改變水凝膠的彈性和在壓力下的變形能力，反過來影響其壓強-傳(chuan) 感能力。對於(yu) PDA_1.6−PVA/PEG水凝膠，其壓強有所上升，這說明過量的PDA可以導致水凝膠變得更堅硬。下圖b為(wei) PDA₁−PVA/PEG水凝膠的循環壓縮測試。在100次循環中，曲線表現出極小的延滯。化學和物理雙交聯使得水凝膠具有較高的疲勞性能。

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