Effect of Interfacial Modification on the Low-Temperature Fatigue Properties of Polymer/MXene Flexible Pressure Sensors

材料科学 聚合物 复合材料 表面改性 化学工程 工程类
作者
Hua Men,Bing-Jing Huang,Jian‐Chang Li
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (6): 7489-7499
标识
DOI:10.1021/acsami.3c15243
摘要

Maintaining an excellent force-electric response under cyclic bending at low temperatures is still challenging for resistive-type electrically conductive polymer composite-based pressure sensors. In this study, the effect of low temperature on the fatigue failure of flexible MXene/polymer pressure sensors was systematically investigated through the silane functionalization of MXene nanosheets embedded with different polymer matrixes. The results show that the MXene/polymer interfaces are the primary factors affecting the temperature-dependent bending fatigue of the Cu/MXene/polymer/Cu sensor. Using finite element analysis and theoretical calculations, we reveal that the MXene/polymer interfaces are affected by free volume changes and the molecular chain motion under different temperatures. At room temperature, the well-distributed free volume in the polydimethylsiloxane (PDMS) matrix permits local segmental mobility that promotes the affinity between the polymer and MXene. As the temperature decreases, the free volume in the matrix shrinks with less space left for molecular chains to slide relatively, weakening the polymer/MXene interfacial bonding strength. However, for PDMS/MXene sensors with the interface modified using the silane coupling agent KH550, the nanoconstrained structure formed by strong hydrogen bonds and covalent bonds at the PDMS/MXene interface can hinder the mobility of polymer chains, which greatly helps to dissipate the inter/intrachain friction. It thus alleviates the debonding energy dissipation during cyclic bending at subzero temperatures.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Mike001发布了新的文献求助10
1秒前
华仔应助黄劲峰采纳,获得10
1秒前
菜鸡完成签到,获得积分10
1秒前
Georges-09完成签到,获得积分10
1秒前
万事屋完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
李爱国应助Mae采纳,获得10
4秒前
二十八画生完成签到 ,获得积分10
4秒前
莫友安完成签到,获得积分10
7秒前
菜鸡发布了新的文献求助10
7秒前
10秒前
10秒前
酷波er应助zhanks采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
左丘秋尽完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
黄劲峰发布了新的文献求助10
14秒前
烟花应助欢呼冰蓝采纳,获得10
15秒前
15秒前
12366666发布了新的文献求助10
15秒前
八年荒完成签到,获得积分10
16秒前
爱学习的小朋友完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
左丘秋尽发布了新的文献求助10
17秒前
Dr. Zhang发布了新的文献求助30
18秒前
科研通AI2S应助wodetaiyangLLL采纳,获得10
18秒前
ytolll发布了新的文献求助10
20秒前
ARLEN发布了新的文献求助10
20秒前
GC完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
12366666完成签到,获得积分10
21秒前
zzzzz完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
黄劲峰完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
25秒前
25秒前
积极灵寒完成签到 ,获得积分10
26秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2392163
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2096788
关于积分的说明 5282845
捐赠科研通 1824347
什么是DOI,文献DOI怎么找? 909852
版权声明 559895
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486223