原副标题:复旦大学:用作交互式控制系统的低发展缓慢”大分子滚轴”阳离子胶体
电胶体应具备出众的流体力学操控性、较高的流体力学发展缓慢性以及较好的阳离子延展性等特点,以保证其在采用操作过程中具备平衡且快速的电磁学积极响应性。
图1. 如前所述大分子马术的低发展缓慢阳离子胶体的大分子设计
如前所述这一需求,复旦大学化学工学院贾叙东教授、张秋红教授研究组将大分子马术(聚氧杂)和阳离子固体导入到聚甾体交联网络中,进而制取出一种兼有出众剪切性、高回弹性的极性阳离子胶体(图1)。虽然大分子马术的导入,金属材料具备出众的剪切性(快速反应550%)和降血脂操控性(50%快速反应下10000次循环式剪切裂缝几乎不扩展),进而确保感测器件能长期平衡的采用;另外,选择与碳纳米管兼容性较好的阳离子固体[BMI]+[TFSI]-突显了胶体出众的延展性、黏附性,更重要的是阳离子固体在一定程度上增加大分子马术间虽然共价键引致的涌进,突显大分子马术中的磷酸氢二钠更高的翻转分量,进而降低热量热传导,使得阳离子胶体表现出较高的发展缓慢性(残存快速反应~7%)(图2)。
图2. 大分子滚轴离子胶体的流体力学、发展缓慢性、降血脂和黏附性表观
科学研究相关人员进一步表观了阳离子固体在实现大分子滚轴类金属材料低发展缓慢特性的分子结构。通过红外线谱线、Stabilization电子显微镜、宝镜X伽马射线反射和形变僵硬等表观得出结论:阳离子固体的导入能有效分散环糊精聚氧杂在聚甾体中的涌进,引致交界处磷酸氢二钠间的共价键作用增加。因此,剪切操作过程中聚氧杂上磷酸氢二钠翻转所增添的热量热传导也更慢,说明磷酸氢二钠聚氧杂在翻转SE9的与此同时并未给体系增添更多的热量热传导(图3)。此外,作为场效应感测金属材料的尾端金属材料,科学研究相关人员还测量了EA-PR-IL-100%阳离子胶体的电阻率和电阻。该阳离子胶体在1 Hz至100 kHz范围内具备较好的阳离子电阻率(超过0.31 mS·mm-1)。与此同时,该阳离子胶体在多次循环式剪切后仍具备平衡的快速反应感测操控性。虽然该阳离子胶体在采用操作过程中常与皮肤相接触,科学研究相关人员还评估结果了其生物兼容性。
图3. 兼容性阳离子固体在实现大分子滚轴类金属材料低发展缓慢操控性的分子结构表观
如前所述EA-PR-IL-100%阳离子胶体出众的延展性、低发展缓慢性、黏附性和降血脂等特性,科学研究相关人员设计了一款无线控制的快速积极响应交互式控制系统。其中低发展缓慢性的阳离子胶体作为场效应感测单元,在采集手腕运动信号时,能实现较高的信号采集延迟,进而可以实现对微型小车的快速移动控制(图4)。
图4. 如前所述低发展缓慢阳离子胶体的快速积极响应交互式控制系统以及对微型小车的控制
相关成果近日在线发表于Advanced Functional Materials期刊,论文的第一作者是杜瑞春博士,通讯作者是张秋红教授和贾叙东教授。感谢国家自然科学基金和中央高校科研业务费的支持。高操控性高大分子金属材料与技术教育部重点实验室以及配位化学国家重点实验室在本科学研究中给予了支持。复旦大学电子科学与工程学院的潘力佳教授对工作给予了大力支持和帮助。
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202212888