Stretchable, Healable, and Weldable Vitrimer Ionogel for Ionotronic Applications

离子液体 材料科学 弹性体 标度系数 聚合物 乙二醇 离子电导率 混溶性 极限抗拉强度 钋 化学工程 复合材料 高分子化学 电极 有机化学 化学 物理化学 电解质 催化作用 替代医学 病理 制作 工程类 医学
作者
Khoa Bui,Giao T. M. Nguyen,Cédric Vancaeyzeele,Frédéric Vidal,Xiao Hu,Chaoying Wan,Cédric Plesse
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:474: 145533-145533 被引量:34
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.145533
摘要

The ionogels represents a class of materials consisting of ionic liquid confined in a polymer network. The mobile ions provide ionic conductivity while the polymer network enables flexibility and stretchability. They can exhibit healing, welding, reshaping, and recycling abilities when they are gifted with vitrimer properties, which make them promising candidates for sustainable soft electronics. Herein, vitrimer ionogel based on transesterification was synthesized via the epoxy ring-opening reaction with carboxylic acids of functionalized poly (ethylene glycol) (PEG) and triglycidyl ether crosslinkers in the presence of the ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (EMIm TFSI). The ionogel with 50 wt% EMIm TFSI exhibits good maximum strain (300 %), low elastic modulus (60 kPa) and high conductivity (2.6 × 10−4 S cm−1), owing to the plasticizing effect and the introduction of mobile ions. Also, the presence of EMIm TFSI increases the chain mobility, overcoming the dilution effect and consequently facilitating the transesterification reaction of exchangeable β-hydroxy ester linkages. Thus, the ionogel shows fast network rearrangement and full recovery of both tensile strength and conductivity properties. The ionogels were applied as strain sensor, soft electrode, and ionic cable, respectively. When used as a piezoresistive strain sensor, the ionogel exhibits high sensitivity (Gauge factor = 2.8), low hysteresis (3 %), low response time delay of 0.5 s and fully recovered its performance after healing from mechanical damage. In addition, the ionogel was applied as electrodes for a dielectric elastomer actuator, the ionogel can be welded onto an elastomer containing the same exchangeable β-hydroxy ester linkages, for the fabrication of multilayer devices. which generated 12 % areal strain under a 42.5 MV/m electrical field. Second, a self-healable ionic cable was fabricated from this multilayer structure. It can transmit music signals and maintain the performance during stretching.
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
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
skyfall发布了新的文献求助10
1秒前
将将发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
多多完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
帅T完成签到,获得积分10
3秒前
你好发布了新的文献求助10
3秒前
sunwei发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
Wz完成签到 ,获得积分10
4秒前
yy完成签到,获得积分10
5秒前
夏沫文献下载的应助被七月流火采纳,获得100
5秒前
陈文学完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
QDmaster发布了新的文献求助10
7秒前
Jasper的应助被多多采纳,获得10
7秒前
田様的应助被超帅的南烟采纳,获得10
7秒前
呱呱乐完成签到,获得积分10
7秒前
科目三的应助被skyfall采纳,获得10
8秒前
9秒前
Chris695发布了新的文献求助50
10秒前
10秒前
小二郎的应助被贾克斯采纳,获得10
10秒前
怕黑的思松完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
科研通AI6.2的应助被热心冷亦采纳,获得80
12秒前
12秒前
滴滴答答的应助被ntrip采纳,获得10
12秒前
12秒前
清爽指甲油完成签到,获得积分10
12秒前
ljx完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
咕咕嘎嘎发布了新的文献求助10
14秒前
晚风完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
orixero的应助被东郭谷南采纳,获得10
15秒前
xinxinhu完成签到 ,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 900
Ecotourism 400
Analytical Separation Science 300
Civilization and War 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8069649
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9490406
关于积分的说明 21358638
捐赠科研通 7637809
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3398553
关于科研通互助平台的介绍 2528406
邀请新用户注册赠送积分活动 2436534