A Highly Robust Ionotronic Fiber with Unprecedented Mechanomodulation of Ionic Conduction

材料科学 离子液体 离子电导率 导电体 离子键合 离子 热传导 化学物理 液晶 纳米技术 复合材料 光电子学 电极 有机化学 化学 物理化学 电解质 催化作用
作者
Mingyue Yao,Baohu Wu,Xunda Feng,Shengtong Sun,Peiyi Wu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (42): e2103755-e2103755 被引量:125
标识
DOI:10.1002/adma.202103755
摘要

Abstract Stretchable ionic conductors are appealing for tissue‐like soft electronics, yet suffer from a tardy mechanoelectric response due to their poor modulation of ionic conduction arising from intrinsic homogeneous soft chain network. Here, a highly robust ionotronic fiber is designed by synergizing ionic liquid and liquid crystal elastomer with alternate rigid mesogen units and soft chain spacers, which shows an unprecedented strain‐induced ionic conductivity boost ( ≈ 10 3 times enhanced as stretched to 2000% strain). Such a surprisingly high enhancement is attributed to the formation of microphase‐separated low‐tortuosity ion‐conducting nanochannels guided by strain‐induced emergence of aligned smectic mesophases, thus allowing for ultrafast ion transport that resembles the role of “swimming lanes.” Intriguingly, the boosting conductivity even reverses Pouillet's Law‐dictated resistance increase at certain strains, leading to unique waveform‐discernible strain sensing. Moreover, the fiber retains thermal actuation properties with a maximum of 70% strain changes upon heating, and enables integrated self‐perception and actuation. The findings offer a promising molecular engineering route to mechanically modulate the ion transport behavior of ionic conductors toward advanced ionotronic applications.
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